基础科学研究所（IBS）的研究人员测量了厘米级单层石墨烯薄膜的拉伸强度，使用樟脑 - 一种在室温下易挥发的化学物质 - 作为临时支撑层。大于几微米的单层石墨烯片的机械性能从未经过测试，仅仅因为将这种超薄膜移动到标准测试设备是不可能的。

在这项研究中，樟脑被用作瞬态支持，它与传统方法的区别在于它在室温下自然升华，或在更高温度下升华以加快处理速度。由于这种方法，面积大于1厘米×1厘米的超薄薄膜在没有损坏的情况下被转移，然后樟脑层在空气中消失而没有留下痕迹。以这种方式，在厘米级300nm厚的氧化石墨烯薄膜样品上进行拉伸测量，几乎比先前报道的薄十倍。也可以使用仅35nm厚的氧化石墨烯膜，并将其悬浮在1cm×1cm的孔上。

此外，IBS研究人员用一个原子厚的石墨烯薄膜测试了新的樟脑方法。在这种情况下，拉伸独立式单层2D膜是不可能的，并且聚碳酸酯（PC）膜用作支撑层。没有樟脑，测试的最薄的PC /单层石墨烯组件厚度约为1μm，并且由于厚PC膜在响应中占主导地位，因此无法获得石墨烯的机械性能。然而，IBS科学家设法使用樟脑方法和100nm厚的PC基板区分单层石墨烯性质。

拉伸试验表明，这些大型样品确实具有高刚度。该团队根据杨氏模量测量石墨烯的机械性能，杨氏模量表征材料的固有刚度。该研究报告称，厘米级多晶单层石墨烯的杨氏模量为637-793 GPa，但该单晶石墨烯在908 GPa或接近908 GPa时具有高端值。作为对比，一块高强度钢的杨氏模量约为200 GPa，但考虑到钢的密度越高，即重量校正，大尺寸石墨烯的固有刚度约高20倍。

“我认为这种方法可能成为全球测试单层2D材料的标准，包括对应用有意义的长度尺度的石墨烯，”IBS多维碳材料中心主任Rod Ruoff指出。

既然团队掌握了这项技术，他们的下一个挑战就是生产石墨烯板，不仅非常坚硬，而且非常坚固。“强碳 - 碳键使石墨烯具有令人印象深刻的理想强度，但如果其结构存在缺陷则会降低，”第一作者王斌解释道。“石墨烯的理想强度约为130 GPa，仅次于沿特定结晶方向（240 GPa）的金刚石的理想强度。但这些都是计算出的强度，并且从未获得过“大”样品，例如厘米或更大 - 因为这样的样品总是有缺陷，也称为缺陷，如小裂缝。现在我们有了这种测量大型石墨烯样品的新方法，我们可以开始理解为什么我们的石墨烯样品的强度，甚至单晶石墨烯样品，通常约为8GPa，而不是更高。理解这一点将为我们提供一个“路线图”，使石墨烯强度更高 - 在更高的伸长百分比值时断裂，“Ruoff继续说道。“当我们这样做时 - 这将改变世界。”