▲在应力作用下，整块石墨烯材料如同用微型打孔器进行了打孔操作。
被称为“合成细胞”（syncells）的“细胞机器人”是一种可被用于监测油气管道和检查疾病的微型设备。据《自然?材料》（Nature Materials）报道，美国麻省理工学院（MIT）的研究人员迈克尔?斯塔诺（Michael Strano）教授、博士后刘平伟（音译）和研究生阿尔伯特?刘（Albert Liu）等找到了可以批量生产syncells的新方法——“可控断裂”：通过精密控制原子级材料（石墨烯）的自然断裂过程，引导裂纹，使材料产生尺寸和形状可控的多层结构。整个结构类似“皮塔口袋面包”，袋中预先嵌入的微型电路可以用于收集、记录和输出数据。
通常，人们认为石墨烯是一种超薄但强度极高的材料，但实际上它还具有很高的脆性。石墨烯的脆性成为斯塔诺团队取得突破的关键所在。斯塔诺说：“我们发现可以利用石墨烯的脆性。在我们的工作取得成效之前，如果你告诉我可以把一种材料弄碎，然后在纳米尺度上控制它的形状，我会认为你是在开玩笑。”但他们设计的新方法就是这么做的。通过精确控制材料的断裂过程便不会产生随机碎片，而是产生形状和大小高度一致的碎片。斯塔诺等在聚合物的上下两侧均放置了石墨烯材料，然后对系统施加了一个应变场，以引导石墨烯的断裂过程，脱落的石墨烯沿其边缘将聚合物包裹在中间，形成类似“皮塔口袋面包”的结构。斯塔诺认为，他们采用的方法的优势在于，整个操作是一个独立、简单的步骤，不需更为复杂的制造条件。研究人员还发现，除了石墨烯之外，该方法也适用于其他二维材料（如二硫化钼和硼氮化合物等）。
得益于斯塔诺等的方法，研究人员在将来或许能将超薄的二维材料裁剪成任何需要的形状，极大拓展二维材料的应用范围。
编译：雷鑫宇
审稿：三水
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