納米折紙——熱激活的石墨烯自組裝

石墨烯及相關二維材料具有優異的機械性能，既可以像折紙藝術一樣進行折疊，又可以像剪紙藝術一樣進行裁剪。宏觀片層和二維材料之間的核心區別在于：二維材料的分子級超薄特性確保其大量面外運動的熱活化。熱活化可使不受約束的石墨烯片產生局部褶皺，有助于研究人員更好地從理論上理解石墨烯的熱穩定性，并產生意想不到的長程彎曲硬度。

都柏林圣三一學院Graham L. W. Cross(通訊作者)報道了熱活化對于二維材料更為重要的影響：引發大規模自發的、自驅動的從基底撕裂和剝離的行為。研究表明，可擴展的納米壓印型接觸技術可以引起成核和引導石墨烯帶的平行自組裝，在環境壓力下得到可控的形狀。根據斷裂力學模型，熱力學作用力驅動石墨烯-石墨烯界面的形成，以取代石墨烯 -界面的接觸，從而實現多層石墨烯的自撕裂和自剝離。這項工作展示了石墨烯通過簡單的折疊配置，實現了利用表面的弱物理作用力撕裂強大的共價鍵作用力。這對于基于二維材料的器件的圖案化和力學驅動起到了很好的借鑒。