محققان دانشگاه کرنل با استفاده از يک تودة گرافيتي، يک تکه از نوار اسکات(Scotch tape) و يک ويفر سيليکوني؛ غشاي بالون‌شکلي ساخته‌اند که تنها يک اتم ضخامت دارد. استحکام اين بالون به حدي است که مي‌تواند گازهايي با فشار چند اتمسفر را در خود نگهداري کند و در اين فشار، حتي از خروج اتم‌هاي فرار هليوم نيز جلوگيري مي‌کند. اين غشا مي‌تواند به عرضة تعداد زيادي از فناوري‌هاي جديد بينجامد که از اين ميان مي‌توان از روش‌هاي جديد تصويربرداري از مواد زيستي در محلول‌ها و روش‌هايي براي مطالعة حرکت اتم‌ها يا يون‌ها در درون حفره‌هاي ميکروسکوپي نام برد.
گرافن که از آن به‌عنوان مقاوم‌ترين مادة دنيا ياد مي‌شود، يک شبه‌فلز با ضخامت تنها يک اتم است. به عبارت ديگر، اين ماده الکتريسيته را هدايت مي‌کند؛ اما رسانايي آن با تغيير در محيط الکتروستاتيک اطرافش تغيير مي‌کند.
سال‌ها قبل دانشمندان دريافتند که براي دستيابي به صفحات گرافني تنها کافي است که نوار اسکات را بر روي گرافيت خالص چسباند، سپس نوار را جدا کرده، آن را بر روي يک ويفر دي‌اکسيدسيليکوني چسباند. در نهايت با جدا کردن نوار از روي ويفر، يک پوشش گرافيتي با ضخامت يک تا حدود 12 لايه بر روي ويفر باقي مي‌ماند و به اين ترتيب دانشمندان قادر به شناسايي نواحي‌اي مي‌شوند که داراي گرافني با ضخامت يک تک‌لايه است.
کشف اخير که در مرکز تحقيقات موادِ دانشگاه کرنل رخ داده را يکي از دانشجويان اسبق کارشناسي‌ارشد اين دانشگاه به‌‌‌نام اسکات بانچ(که هم‌اکنون يک استاديار در دانشگاه کلورادو است) و يک پروفسور فيزيک کرنل به ‌نام پاول مک‌اون و همکارانشان از کرنل انجام داده‌اند.
اين گروه براي آزمايش الاستيسيتة گرافن، آن را بر روي يک ويفر حفره‌دار نشاندند و به‌وسيلة اين حفره‌ها، گازي را در درون ميکرومحفظه‌هاي داراي پوشش گرافني، محبوس کردند. سپس اختلاف ‌فشاري بين گاز بيرون و گاز درون ميکرومحفظه ايجاد کردند و به کمک يک AFM دريافتند که اين غشاهاي گرافني قادرند تا اختلاف‌ فشاري در حد چند اتمسفر را بدون پاره ‌شدن تحمل کنند. آنها مشاهده کردند که هليوم(که داراي کوچک‌ترين مولکول‌هاي گاز است) حتي در فشارهاي چند اتمسفري، قادر به نفوذ از ميان جدارة گرافني نيست؛ اين در حالي است که اتم هليوم حتي از حفره‌اي با مقياس اتم نيز به‌راحتي فرار خواهد کرد.
مک‌اون اظهار داشت که چنين غشايي مي‌تواند کاربردهاي بسيار متنوعي داشته باشد؛ به‌عنوان مثال دانشمندان قادرند تا به کمک آن از مواد زيستي درون محلول تصويربرداري کنند(با استفاده از يک جدارة نامرئي و بدون تماس ميکروسکوپ با محيط تَر)، همچنين دانشمندان مي‌توانند حفره‌هاي اتم‌مقياسي در اين غشا ايجاد کرده و با استفاده از اين سيستم، نحوة عبور اتم‌ها يا يون‌هاي منفرد از خلال شکاف را مطالعه کنند.
مک‌اون گفت:«مي‌توان از اين ابزار به‌عنوان معادلِ مصنوعي يک کانال يوني در زيست‌شناسي بهره گرفت». وي با اشاره به اينکه مي‌توان خصوصيات يک اتم را با مشاهدة اثرات آن بر روي اين غشا تعيين کرد، افزود:«شما از يک سيستم ماکروسکوپي براي تعيين خصوصيات يک تک‌اتم بهره مي‌گيريد و به اين شکل، فرصت‌هاي جديدي براي ساخت تمام انواع حسگرهاي تک‌اتمي ايجاد مي‌شود.»
نتايج اين تحقيق در نشرية Nano Letters به چاپ رسيده‌است.
منبع: نانو تکنولوژي