Китайські та американські вчені розробили спосіб контрольованого складання і розгортання графенових наноострівок. За допомогою голки скануючого тунельного мікроскопа автори зачіпляли край острівця і загибали його, утворюючи двошарову структуру із заокругленим згином, який за структурою та електронними властивостями нагадував нанотрубку. Дослідження опубліковано в журналі.
Багато теоретичних досліджень пророкують наявність незвичайних фізичних властивостей складних наноструктур з графена: здатність переносити спін-поляризований заряд, викликані складанням калібрувальні поля, високі значення постійних електричних дипольних моментів, сильний магнітоелектричний ефект і топологічно захищені складені стани. За розрахунками, електричні властивості повинні сильно залежати від конфігурації (відносного положення) атомів, тому дуже важливо навчитися точно контролювати геометричні параметри розроблюваних наноструктур.
Хуей Чень (Hui Chen) і його колегам з Китайської академії наук вдалося за допомогою скануючого тунельного мікроскопа без пошкоджень структури скласти і знову розгорнути графенові наноострівки (так автори назвали обривки графенового листа, над якими проводили маніпуляції). Голка мікроскопа зачіпляла край графенового острівця і прямувала з ним у заданому напрямку так, що утворювалася двошарова структура із заокругленим краєм, що нагадує нанотрубку. Зворотний процес розгортання призводив до відновлення вихідного плоского острівця. При цьому навіть множинне повторення циклу «складання-розгортання» не призвело до дефектів структури.
Змінюючи напрямок руху голки скануючого тунельного мікроскопа, дослідники скручували один шар відносно іншого без руйнування цілісності графена аж до 60 градусів і контролювали цей кут з точністю до десятої градуса. Автори могли точно контролювати хіральність і електронні властивості наноструктурних згинів.
Виявилося, що вигин не тільки за структурою нагадує нанотрубки, а й за електронними характеристиками, які автори оцінювали за спектром диференційної провідності.
За словами авторів, продемонстровану техніку орігамі можна використовувати і для створення більш складних графенових наноструктур із заданими властивостями, які можуть стати в нагоді у створенні пристроїв, що використовують квантові технології.
Фізики і раніше складали графен, але механічно, за допомогою скляної платівки товщиною в повнанометра. Деформуючись під впливом зовнішніх факторів (температури, електрики і зміна рН), лист скла складав прикріплений до нього графен. Однак набагато частіше техніку орігамі застосовують для створення наноструктур з ДНК і навіть нанороботів для боротьби з раком.