近日，中国南京大学物理学院高力波、袁国文团队与东南大学、中国科学院大学等合作者在室温常压条件下，成功实现了惰性气体在石墨烯表面的稳定吸附。这项研究成果已发表于《国家自然评论》期刊，题为“Ripple-assisted adsorption of noble gases on graphene at room temperature”。

研究揭示了一种名为“波纹辅助吸附”的新机制，由层状材料自身的纳米级波纹主导。石墨烯在自由状态下并非完全平坦，而是存在微小的起伏结构。这些波纹增强了局部曲率，从而加强了惰性气体原子与碳原子之间的相互作用，实现了稳定吸附。

通过扫描隧道显微镜观察，团队首次直接看到氙原子在石墨烯表面形成密堆积晶体结构，原子间距约为6.8 Å。氩和氦原子则排列成周期性二聚体。吸附过程高度可逆，当温度升至约300°C时，气体完全脱附，石墨烯结构保持完好。

该吸附机制不仅适用于石墨烯，还可拓展到二硫化钼、单壁碳纳米管等多种层状材料。气体吸附后，材料的电学、超导和光学性质发生显著变化，脱附后又能恢复原状，展现出良好的可控性。

这项研究为气体储存、分离和催化等领域提供了新思路，突破了传统吸附机制的局限。工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等多个项目支持，依托南京大学物理学院等平台完成。