本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。

发表在《PhysicalReviewB》上的一项研究中，研究人员提出，由两层石墨烯组成的双层石墨烯比二维（2-D）石墨烯和三维（3-D）石墨沿堆叠方向均软得多。

这一令人惊讶的结果与之前的研究不同，后者表明2-D石墨烯是排列在蜂窝结构中的单层碳原子，具有许多与3-D石墨相同的机械性能，而石墨是天然形成的碳。由非常薄的石墨烯多层堆叠而成。

石墨烯是2-D材料，但具有3-D特性，例如垂直于石墨烯片平面的平面外刚度。

多层石墨烯中π电子的行为决定了其平面外刚度。在这项研究中，研究人员发现，当双层石墨烯被压缩到平面外时，一些π电子被“挤压”通过石墨烯平面，而这些小分子无法渗透到诸如水之类的小分子中。这种响应使材料更柔软，更容易压缩。

伦敦玛丽大学的这项研究的主要负责人YiweiSun博士说：“我们以前的研究表明，二维石墨烯和三维石墨具有许多相同的机械性能，因此我们很惊讶地看到双层石墨烯比这两种材料都柔软得多，我们认为双层石墨烯的柔软性是通过π电子轨道穿过石墨烯层的“挤压”产生的，例如，如果将汉堡包上的面包换成百吉饼，那就是甚至更容易压缩，因为内容物可以从百吉饼孔中挤出。”

石墨烯通常被誉为“奇妙的材料”，具有最高的已知导热性和导电性，并且比钢更坚固，而且轻巧，柔软且透明。

它是在年通过使用胶带从大块石墨（用于铅笔芯和润滑剂）中剥离石墨烯薄片而发现的。

将石墨烯薄片一层一层地堆叠起来，提供了更多的可能性，因为该材料的非凡性能取决于其堆叠层之间的相互作用。通过将其他二维材料（例如氮化硼和二硫化钼）堆叠到石墨烯上，还可以针对各种应用微调其独特的特性。

这项研究深入了解了石墨烯双层之间的复杂相互作用，并能够量化其性能，这对于探索该材料在诸如垂直晶体管和压力传感器等器件中的未来应用至关重要。

论文标题为《UnexpectedsoftnessofbilayergrapheneandsofteningofA-Astackedgraphenelayers》。