(PhysOrg.com) - Si poseía un dispositivo mecánico fabricado con el material más resistente conocido por la humanidad, ¿No le gustaría saber en qué circunstancias podría fallar?

También lo hizo Chris Marianetti, profesor asistente en el Departamento de Física Aplicada y Matemáticas Aplicadas de Columbia Engineering.

Marianetti, cuya investigación se centra en modelar el comportamiento de materiales a escala atómica, estaba interesado en las propiedades del grafeno, una hoja de carbono de un átomo de espesor con una miríada de aplicaciones de alta tecnología que incluyen computadoras más pequeñas y baterías de mayor duración.

El grafeno ha estado en las noticias últimamente. Este otoño, dos científicos británicos ganaron el Premio Nobel de Física por su investigación sobre el material. En 2008, Los experimentos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Fundación Fu establecieron al grafeno puro como el material más fuerte conocido por la humanidad.

James Hone, un profesor asociado de ingeniería mecánica, lo describió en ese momento como 200 veces más fuerte que el acero estructural, señalando que se necesitaría un elefante para romper una hoja de grafeno del grosor de una envoltura de plástico. Piedra de afilar, junto con Jeffrey Kysar, profesor asociado de ingeniería mecánica, formaron parte del equipo de cuatro personas que demostró la fuerza incomparable del grafeno.

Sobre la base de esa investigación innovadora, Marianetti comenzó a explorar cómo y por qué se rompe el grafeno. Su investigación muestra que cuando el grafeno se somete a una tensión igual en todas las direcciones, se transforma en una nueva estructura que es mecánicamente inestable. La disposición en forma de panal de átomos de carbono se dirige hacia anillos hexagonales aislados, un nuevo cristal que es estructuralmente más débil. Los científicos de SEAS esperan aprovechar el trabajo de los demás, Continuar avanzando en la comprensión de este supermaterial.

La investigación fue financiada por la National Science Foundation y se publicará en la revista Cartas de revisión física .

"Esto es emocionante en muchos niveles diferentes, ”Dice Marianetti. “Con la nanotecnología cada vez más omnipresente, Comprender la naturaleza del comportamiento mecánico en sistemas como el grafeno es de gran importancia. Creemos que la tensión puede ser un medio para diseñar las propiedades del grafeno, y, por lo tanto, comprender sus límites es fundamental ".

Marianetti recibió su B.S. y M.S. grados de la Universidad Estatal de Ohio y su Ph.D. en ciencia e ingeniería de materiales del MIT. Antes de unirse a la facultad de Columbia, Hizo una investigación postdoctoral en el departamento de física de la Universidad de Rutgers y en la división de química de materiales del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore.