石墨烯為一種由碳組成，僅有一個原子厚的奈米材料。自發現以來，石墨烯一直是眾多科學家的研究對象。而日前，紐約市立大學（ The City University of New York ）一個研究團隊發現，雙層的石墨烯在受到強烈衝擊後，會短暫轉變成比鑽石更堅硬的結構，有助研製更薄、更安全的防彈衣。
雙層石墨烯
研究團隊將雙層石墨烯放置在碳化矽的基板上，並利用奈米壓痕技術（ nanoindetation ）施以微小的荷重在上。結果發現，雙層石墨烯產生了短暫的相變化，展現了與鑽石不相上下的剛性、硬度。進一步使用原子力顯微鏡與電腦模擬後，發現此種特殊性質僅會出現在雙層的石墨烯中。其他組態的石墨烯中並不會出現此種性質。
研究團隊也以密度泛函理論（Density functional theory）進行計算。發現雙層石墨烯在受到壓力時，其原子間的鍵結，會由石墨烯中碳連結的 sp2 混成軌域，轉變成鑽石中碳連結的 sp3 混成軌域。
未來應用
邦交爾諾教授（ Dr. Bongiorno ）：「石墨與鑽石都是由碳組成的，但僅僅是原子間的排列方式不同，便造就了其在彈性、硬度與導電性上的差別」。
石墨烯這種特殊性質的發現，有助於未來研發出石墨烯－鑽石相變化的材料，以作為更輕薄的防彈衣。除此之外，研究團隊亦發現了在相變化的瞬間，雙層石墨烯的導電性質出現了變化。也許將有助於發展下一代的半導體材料。
參考資料：
- Gao, Y., Cao, T., Cellini, F., Berger, C., Heer, W. A., Tosatti, E., . . . Bongiorno, A. (2017). Ultrahard carbon film from epitaxial two-layer graphene. Nature Nanotechnology. doi:10.1038/s41565-017-0023-9
- Scientists Discover Process for Transitioning Two-Layer Graphene into a Diamond-Hard Material on Impact – Advanced Science Research Center, Graduate Center/CUNY. (n.d.). Retrieved December 26, 2017. ASRC