С момента его открытия, графен считается супер-материалом, свойства которого превосходят свойства других известных людям материалов. Но, группа исследователей из университета Райс обнаружила слабость, связанную с присутствием дефектов в листах графена из-за которых реальная прочность этого материала в два раза ниже значения прочности, которое ранее считалось действительной прочностью графена.

Графен, уникальная форма углерода, плоская кристаллическая решетка которого имеет форму сетки с шестиугольными ячейками, обладает множеством уникальных свойств, среди которых часто фигурирует его сверхвысокая прочность. Но ученые обнаружили, что на границах графеновых листов, стройная структура из шестиугольных ячеек превращается в менее упорядоченную структуру из пяти- и семиугольных ячеек, в узлах которых находятся пять или семь атомов углерода.



Листы графена, выращиваемые в лабораториях, в силу различных причин никогда не являются идеальными кристаллами. Вместо однородной структуры эти листы состоят из "островков" чистого графена, называемых "зернами", соединенными между собой кристаллической решеткой с изобилием дефектов, так называемых "швов". Именно эти дефекты "начинают вызывать проблемы, когда к листу графена прикладывается усилие" - объясняет исследователь Борис Якобсон (Boris Yakobson) в статье, опубликованной в журнале Material Views.

"Процессы, возникающие в графене при прикладывании к нему механических усилий, достаточно сложны. Но если говорить проще, дефекты графена позволяют распространяться деформациям, подобным трещинам в лобовом стекле автомобиля. Так как графен по сути является хрупким материалом, то трещины в его структуре могут распространяться бесконечно долго, нарушая целостность материала и уменьшая его механическую прочность".

В результате наличия дефектов, которые содержит большинство производимых листов графена, прочность графена более чем в два раза ниже расчетного значения. Такое положение дел не ставит крест полностью над потенциальным применением этого перспективного материала, но он служит напоминанием большинству ученых о том, что графен не поможет решить сразу все проблемы в мире.