超导体永不停止的电流流动可以为能源储存和超高效电力传输和发电提供新的选择，这只是其中的几个好处。但是超导体的标志性零电阻只有在一定的临界温度下才能达到，即冰点以下几百摄氏度，而且实现这一目标的成本非常昂贵。
塞尔维亚贝尔格莱德大学的物理学家认为，他们已经找到了一种方法来操纵超导体的超薄、晶圆状单层材料，例如石墨烯，一种碳单层材料，从而改变材料的属性，为未来的设备创造新的人造材料。该小组的理论计算和实验方法的发现发表在应用物理学报，来自AIP出版公司。
该研究的第一作者、来自贝尔格莱德大学LEX实验室的Vladan Celebonovic说:“拉伸双轴应变的应用导致临界温度的增加，这意味着在应变下更容易获得高温超导性。”
该团队研究了当不同类型的力对材料施加“应变”时，低维材料(如掺杂锂的石墨烯)的电导率是如何变化的。应变工程已被用于微调较大材料的性能，但对只有一个原子厚的低维材料施加应变的优点是，它们可以承受较大的应变而不断裂。
电导率依赖于电子的运动，尽管用哈伯德的模型精确地推导出了描述这种运动的数学模型花了七个月的时间，该团队最终能够从理论上检验电子的振动和输运。这些模型以及计算方法揭示了应变如何给掺杂石墨烯和二硼化镁单分子层带来关键变化。
“将低维材料置于应变状态会改变所有材料参数的值;这意味着我们有可能根据各种应用的需要来设计材料，”Celebonovic说，他解释说，将应变的控制与石墨烯的化学适应性相结合，可以开发出大量潜在的新材料。考虑到石墨烯的高弹性、强度和光学透明度，其适用性可能是深远的——想想柔性电子和光电子器件。
更进一步，Celebonovic和他的同事们测试了两种不同的应变工程方法对单层石墨烯薄膜的晶格结构和电导率的影响。对于液相“剥皮”石墨烯薄片，研究小组发现，拉伸拉力会将单个石墨烯薄片拉开，从而增加电阻，这种特性可用于制造传感器，如触摸屏和电子皮肤，电子皮肤是一种模仿人类皮肤功能的薄电子材料。
“在微观力学剥离石墨烯样品的原子力显微镜研究中，我们发现石墨烯中产生的沟槽可能是研究应变导致石墨烯导电性局部变化的极好的平台。这些结果可能与我们对一维系统中应变对导电性影响的理论预测有关，”该论文的另一位作者，来自贝尔格莱德大学石墨烯实验室的Jelena Pesic说。
尽管该团队预见了从实验上实现这篇论文的理论计算的许多挑战，但他们对他们的工作可能很快“彻底改变纳米技术领域”感到兴奋。
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