К новому пониманию основных свойств графена пришли ученые Гарварда и компании BBN Technologies. Впервые они наблюдали, как электроны металла ведут себя как жидкость. Исследование ведет к созданию новых термоэлектрических устройств, а также предлагает метод изучения таких феноменов, как черные дыры и плазма.
Для этого команде исследователей под руководством профессора Филипа Кима пришлось усовершенствовать технологию создания ультрачистого графена и разработать новый способ измерения его теплопроводности.
В обычных металлах электроны почти не взаимодействуют друг с другом. Но двухмерная, ячеистая структура графена создает нечто вроде автотрассы для электронов, на которой все частицы должны перемещаться по одной полосе. Электроны в графене движутся с невероятной скоростью — 1/300 скорости света — и сталкиваются друг с другом 10 триллионов раз в секунду при комнатной температуре. Ученым не доводилось ранее наблюдать столь интенсивное взаимодействие заряженных частиц в обычных металлах.
В результате экспериментов позитивно и негативно заряженные частицы на поверхности графена создали термические и электрические цепи. При этом оказалось, что когда тесно взаимодействующие частицы в графене направляются электрическим полем, они ведут себя не как отдельные частицы, а как жидкость, которая подчиняется законам гидродинамики.
В будущем ученые рассчитывают на то, что небольшой микрочип из графена может быть использован для демонстрации жидкообразного поведения других высокоэнергетических систем.