在小型化电子设备的驱动下，电磁阀已经变得太大了，来自赖斯大学科学家这样说。他是发现可以按比例缩小到纳米尺寸并具有宏观性能的的主要组分。

根据莱斯理论物理学家Boris Yakobson和他的同事，其秘诀是原子厚度石墨烯的螺旋形式，值得注意的是这可以在自然界中发现，。

“通常情况下，我们是来确定那些可能制备出来的材料的特性，但是这一次，我们关注的是一个已经存在的结构，”Yakobson说。 “这些螺旋线或螺位错，在其成长期间在石墨中自然形成，即使是在普通的煤中。”

研究人员确定，当施加电压时，电流将绕螺旋路径流动，并与它在宏观电感螺线管中一样产生一个磁场。这一发现详见《纳米快报》。

“我们可以将该结构比作电子的高层停车场，但没有停车位，所以电子只是开车经过，”Yakobson说。 “或者你可以说这就像阿基米德式螺旋抽水机，通过旋转抽水上山，而不是充满电子。

“也许此处工作原理相反，通过施加电压抽取得电子流，在一定条件下可能导致石墨烯螺旋旋转，就像一个快速的小型电涡轮机，”他说。

螺线管是绕金属芯盘绕的导线。当载流时他们产生磁场，变成电磁铁。这些在电子和机械设备中都很广泛，从电路板到变压器汽车。他们还充当电感器，是调节电流的电子电路的主要组成部分，并且其最小的形式是集成电路的一部分。 （电力电缆的肿块，供给含有电感器的电子设备。）

虽然晶体管会变得越来越小，但电子设备中的基本电感器却变得相当笨重，莱斯校友和文章的主要作者Fangbo Xu说。 “这在电路中是一样的，”他说。 “硅上的商业螺旋电感占据的面积过大。如果实现了，石墨烯纳米电磁阀可以改变这种状况。”

根据Yakobson和他的团队，通过莱斯大学计算机模型的分析，纳米螺线管应该能够产生约1特斯拉的强大磁场，与典型扬声器中发现的线圈相同。他们发现磁场在螺旋的中心有纳米宽的中空腔体时最强。

螺旋形成的原因是一个简单的拓扑技巧，他说。石墨烯是由碳原子的六边形阵列组成。畸形六边形是沿着一条边的错位，迫使石墨烯发生扭转，类似于一种模仿叫做黎曼曲面的数学结构的连续纳米带。

研究人员理论上展示了能量如何从纳米电磁阀的六边形（带有扶手的或锯齿形态的）中流过。在一种情况下，他们确定了205微米直径的常规螺旋电感器的性能与将近10,000,000倍小的70纳米宽纳米螺线管一样。

由于石墨烯没有能带隙（半导体材料才有的性质），电子的通过没有任何障碍。但实际上，螺旋的宽度和边缘的结构-扶手或锯齿-会影响电荷的分配，因而其具有电感的特性。

研究人员建议可以从石墨碳晶体（石墨烯的块体形式）中分离石墨烯螺旋位错，但诱人石墨烯片的螺旋生长将更好地控制它的属性，Yakobson说。

许建议纳米螺线管也可用作分子继电器或可切换的陷阱用于磁性分子或化学探针的自由基。

新材料在线编译整理——翻译：王晶晶     校正：摩天轮