二维纳米材料创下专家难以置信的反直觉膨胀记录

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西方大学物理学家乔瓦尼·范奇尼与博士生诺亚·斯托切克合作开发了一种新的纳米材料，展示出了一种专家难以理解的、违背直觉的现象。他们在Interface Science Western进行工作，利用Tandetron加速器设施制备了钨半碳化二维纳米片（或W2C）。这种纳米材料在受力拉伸时，会垂直于施加力的方向进行扩张，这种结构设计被称为辅因素。

这种纳米片的结构并不是平坦的，它由重复单元构成，每两个钨原子配一个碳原子，并排列得像鸡蛋盒的凹凸表面。当在弹性纳米片上施加张力时，它会沿着另一个维度扩张，而凹陷部分则变平。

此前只有一种材料被报道能够以这种违反直觉的方式每单位长度扩张10%。而西方大学研发的钨半碳化纳米片可以达到40%，创造了新的世界纪录。

斯托切克表示：“我们特别希望从钨半碳化中制备二维纳米材料。2018年，理论学家预测它可能以很高水平展现这种行为，但尽管世界各地的研究团队进行了大量尝试，却没有人能够成功发展出来。”

由于无法通过化学手段构建新的钨半碳化纳米材料，斯托切克和范奇尼依靠等离子物理来形成单层原子。他们设计了一种新的定制工具，产生由带电粒子组成的等离子体，而不是在炉子中加热含有钨和碳原子的气体。

这些W2C纳米片有着无数可能的应用，其中包括新型应变计。这些商业可用的应变计是衡量飞机机翼到家庭管道的扩张和伸展的标准方法。

实际上，这种新型纳米材料的电导率更高，为其在传感器等环境变化检测设备或可穿戴技术中的使用打开了无限可能性。这一发现可能会改变传统应变计依赖材料拉伸变薄以改变电导率的工作原理。

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