近期石墨烯科學研究新聞報道持續，烏克蘭朗道理論物理研究所(ITF)的專家發覺石墨烯的泊松比可根據更改另加抗拉力操縱，這一發覺完成了眾生物學家對石墨烯泊松比長期持續的爭執。為何石墨烯的泊松比這般關鍵?因為它不僅是一個特性指數值，它背后藏匿著諸多特點都是立即危害到大家對石墨烯的界定，因此此次發覺是顛覆性創新的。

大家都知道，驚喜材料石墨烯是由單面氧原子構成的二維材料，它十分具備引起爭議，因為它在許多層面主要表現出與傳統式材料徹底不一樣的出現異常個人行為。在其中之一便是它的電氣性能和延展性中間的關聯，石墨烯具備非常高的正電荷電子密度，可是這一值并并不是固定不動的，會受延展性危害，在不一樣的彈性力下電子密度會大幅度更改。科學家一直在嘗試尋找充分體現這類出現異常個人行為的緣故，她們期待尋找可以表述這類狀況而且廣泛可用的物理學特點。一旦解決了，大家將能更合理地應用石墨烯，也更非常容易造就需要的新材料。可是，科學研究工作人員一直沒有發覺一切有效表述，直至近期。

針對大部分材料，遭受拉申時，他們都產生橫著收攏，如同拉皮筋兒一樣。殊不知，大概在一百年前，法國科學家沃爾德馬沃伊特發覺黃鐵礦晶體在拉申下卻產生澎漲。這類拉申時主要表現出出現異常個人行為的材料被稱作拉脹材料，在二十世紀七十年代中后期，生物學家第一次人工合成出這種材料。拉脹材料出現異常的密秘來源于他們不尋常的幾何圖形樣子，當材料松馳時，他們的結構單元互相伸縮，但當遭受拉應力時，折疊結構被拉進行，規格一瞬間增大。

圖a為一般材料和拉脹材料遭受拉申時的情況，由此可見受拉時拉脹材料的伸縮模塊進行，橫著規格擴大;圖b為依據miura-ori標準伸縮出的商品，在弄直時出現拉脹特點。圖片出處：朗道理論物理研究所

拉脹材料具備很多與眾不同的作用，這種作用將有利于改善目前技術性并建立新技術應用。傳統式材料在遇熱時候澎漲，這會造成各種各樣機械設備地應力并進一步振蕩毀壞他們的原來特性。但拉脹材料正好相反，在遇熱時他們很有可能會收攏，因而我們可以嘗試拉脹材料和傳統式材料復合型制成具備零澎漲比的復合型材料。這樣子得話，伴隨著溫度的上升，傳統式材料容積擴張，但拉脹材料能夠非常好地開展填補完成最終容積的平穩。

大家一般 界定材料在支撐力下橫著收攏或屈伸的材料工作能力稱之為泊松比。針對一般材料泊松比一般全是恰逢，但拉脹材料的泊松比是負數。Kachorovskii說：“專家一直對石墨烯泊松比很感興趣，較長一段時間至今，大家廣泛認為它是負數。可是近期的一些數值計算方法說明，石墨烯泊松比可能是恰逢也可能是負數。乍一看，各種各樣數值徹底互相分歧。”

泊松比的精確測量是難以的，對石墨烯而言更難。由于生長發育石墨烯一般全是在襯底上，各式各樣的襯底會防礙大家測到石墨烯真實的泊松比值。如果我們無需襯底，片式的石墨烯又十分小，壓根不太可能將它夾在工裝夾具上開展可控拉伸實驗。那泊松比就不用測了么?不，產品研發碳材料技術性的學者和技術工程師們對這一有要求，她們必須精確了解石墨烯是不是拉脹。

因此朗道理論物理研究所的專家一直在這個問題上勤奮，她們起止是想想方設法“調合”以前分歧的數值，并尋找精準的石墨烯泊松比主要參數。殊不知，伴隨著科學研究往前推動，她們發覺這一數并不是數值，它會伴隨著所釋放的支撐力發生改變。研究者Kachorovskii對于此事填補道：“石墨烯遭受非常大的拉應力時，會像一般材料一樣泊松比為恰逢。殊不知伴隨著拉應力減少，石墨烯就剛開始展現出拉脹材料的特點，主要表現出負的泊松值。”

接著，她們對泊松比與拉申中間的這類不尋常的聯絡開展了表述。盡管絕大多數人見到的石墨烯照片全是平整的二維氧原子片，但客觀事實不是這樣。他們實際上有很多彎折和波浪紋，這種彎折波順著這一“片狀”運作。他們趨向于將石墨烯從平扁情況變為皺褶情況，因此石墨烯并不是單純性的平扁狀只是皺褶狀，他們“伸縮”得這般適當以致于主要表現得像平整的二維構造。Kachorovskii表述說：“一直以來科技界對膜的了解，是堅信不容易存有像石墨烯那樣的二維晶體的，她們覺得他們一直勤奮縮小成球。

“殊不知如同大家所聞，石墨烯的發覺破碎了這一基礎理論。石墨烯表面的存有一定類似拉申縮小的起伏，他們和表面的皺褶會產生離散系統功效，防礙石墨烯收攏成球。因此嚴格說來，石墨烯實際上避而遠之二維晶體，它應該是處在二維和三維中間的正中間態。”

那泊松比值究竟為什么會更改標記?這是由于在另加抗拉力下，石墨烯表面原有的拉壓起伏會和外地應力導致的拖動功效造成一個市場競爭功效。當外地應力較高，則拉脹個人行為被抑止，泊松比主要表現為恰逢，當外地應力減少，則石墨烯表面皺褶造成的拉壓起伏起主導地位，使泊松比變負數，這就是泊松比標記產生變化的緣故。

Kachorovskii說：“橫著彎折波的皺褶中儲存了附加的動能，它是石墨烯主要表現出出現異常延展性和別的獨特特性的緣故。這也就表述了石墨烯遇熱怎么會豎向收攏，因為它的橫著皺褶處發生了伸縮，因此主要表現出和絕大多數材料都不一樣的收攏個人行為。因而大家覺得哪個可以表述石墨烯個人行為的廣泛特點便是泊松比。要是對泊松比掌握得充足深入，大家將能更清楚地表述石墨烯的出現異常個人行為并進一步預測分析別的特性。”

更加有意義的是，現階段的成效也表述了為何之前對石墨烯泊松比的促進會有分歧。“根據測算，大家獲得了一個剖析詳細石墨烯片狀的延展性均衡方程，結果顯示石墨烯塑料薄膜有二種行為模式：一般 狀況下，石墨烯的全部特性由指標值明確，算得泊松比是恰逢。此外，針對比說白了的金茲堡長短(針對石墨烯，金茲堡的長短范疇是以40到70埃)大的樣版，拉脹個人行為出現，測算獲得負泊松比。”Kachorovskii填補道，“具體中應用的樣版規格毫無疑問更大，因而我們可以見到最不尋常的拉脹個人行為。”

這類狀況的表述也與不一樣種類的波有關，這種波以比較復雜的方法相互影響。金茲堡長短定性分析了這種相互影響已不被忽視的限度，在這個限度上他們剛開始使材料發現異常個人行為，例如這類規模性的相互影響阻攔二維晶體收攏成球。不一樣的化學物質具備不一樣的金茲堡長短，了解他們的實際范疇對新材料的開發設計至關重要。

Kachorovskii提示到，一般 大家在沒有測算金茲堡長短的狀況下造就新材料，隨后嘗試在他們的特性中發覺獨特之處，它是徹底錯誤的作法。假若金茲堡長短大到一公里，那麼一般尺寸的樣版壓根就不容易顯示信息出一切獨特特性。所以說了解金茲堡長短是十分關鍵的。

石墨烯泊松比的爭執告一段落，石墨烯拉脹出現異常個人行為也獲得一個極致的表述。由于石墨烯的特性這般非常容易受另加力的危害，大家可以用它修建高敏感的聲音傳感器，由于聲波頻率能夠拉申石墨烯膜，在不一樣的拉申水平下石墨烯的電阻器也會明顯更改。朗道理論物理研究所的研究所早已把這個運用提上日程了，她們測算過這類探測儀的敏感度極高。此外，響聲在拉脹材料中的快速傳播遠超一切正常材料，因而當石墨烯處在拉脹情況時，聲音傳播得極快，有益于大家修建響應時間極快的感應器，可以快速檢測響聲的震蕩轉變。

來源于：材料科技在線