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石墨烯及其变体为碳材料家族带来了新活力。（注：石墨烯的变体不仅包括五元和七元环，还包括基于三维石墨烯的纳米结构。）
以往，通常采用化学、电化学、力学、辐照辅助技术等实现石墨烯纳米结构的构筑。但这些方法不能加工得到结构规整、均一的纯净石墨烯结构。尤其是将石墨烯的量子特性用于实际器件时，石墨烯结构的尺寸一般低于10 nm，并必须达到原子级精确。这对石墨烯纳米结构的加工提出了异常苛刻的新要求。
近日，中国科学院大学的高鸿钧院士和杜世萱研究员（共同通讯作者）等从传统折纸工艺得到启发，为石墨烯的折叠加工带来新契机！
该工作在低温下用扫描隧道显微镜（STM）操纵石墨烯，即可沿任意选定方向对石墨烯纳米岛进行反复折叠和展开，最终成功将石墨烯加工成原子级复杂结构。
折叠后得到的双层石墨烯在边缘处呈管状连接，并具有可调节的扭曲角，其扭曲角可高达60°，并达到0.1°的加工精度。
研究发现，折叠单晶石墨烯纳米岛会产生类似于碳纳米管的特征，即管装边缘表现出手性和一维材料的电子特征；而折叠双晶石墨烯纳米岛则会在分子内产生连接。
该工作对上述两种石墨烯构建了“折纸”结构模型，并对其能带结构进行计算。
原子级精确的石墨烯“折纸”工艺为纳米碳结构的构筑提供了新方法，并赋予石墨烯独特的量子性质，最终用于量子计算机。
该工作以“Atomically precise, custom-design origami graphene nanostructures ”为标题于2019年9月6日在线发表于国际顶刊Science上。图一、用STM折叠石墨烯，构筑三维石墨烯结构
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图二、沿任意给定方向精确控制石墨烯纳米岛的折叠过程
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图三、一维管状碳结构具有不同的手性和电子行为
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Atomically precise, custom-design origami graphene nanostructures （Science, 2019, DOI: 10.1126/science.aax7864）免责声明：本文资讯编译自学术期刊最新动态，以传播知识、有益学习和研究为宗旨，相关工作与本公众号无关， 如内容有误，请批评指正。![]()
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