石墨烯被誉为“奇迹材料”，因其极高的机械强度和优异的导电性，在技术领域具有广泛应用潜力。然而，其固有的高刚度限制了在柔性场景中的应用。奥地利维也纳大学与维也纳工业大学的研究团队近期取得重大突破，通过特殊处理使石墨烯像手风琴一样折叠起皱，首次显著提升了其拉伸性能，相关成果最近发表于《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
石墨烯是一种单原子层厚度的二维材料，其蜂窝状结构赋予其卓越性能，但也导致其刚性较强。过去的研究曾尝试通过移除原子来降低刚度，但结果相互矛盾。维也纳大学团队通过超洁净无尘环境下的实验发现，关键在于材料表面的纯净度。当石墨烯完全隔绝空气和杂质时，移除少量原子即可引发材料表面凸起，形成波纹结构。这种结构在拉伸时更容易展平，从而大幅降低所需力度，使材料表现出更高的可拉伸性，团队将其称为“手风琴效应”。
进一步研究发现，杂质的存在会抑制这一效应，甚至使材料显得更坚硬，这解释了此前实验的矛盾结果。维也纳工业大学的理论模拟也验证了波纹结构的形成及其对拉伸性能的影响。
这项研究不仅揭示了二维材料性能调控的新机制，还强调了实验环境的重要性。其成果为柔性电子设备（如可穿戴技术）的发展提供了新思路，未来有望通过设计特定结构，实现对石墨烯力学性能的精准调控。