2008年，哥伦比亚大学应用科学和工程学院的一些试验，制成了纯石墨烯，就是单层石墨，只有一个原子厚，这是人类已知的最强材料。这就提出了一个问题，哥伦比亚大学工程学院应用物理学和应用数学系助理教授克里斯·玛丽安奈提（Chris Marianetti）说，这个问题就是，石墨烯如何破裂，为什么破裂？

　　使用量子理论和超级电脑，玛丽安奈提揭示了纯石墨烯机械缺陷的机理，就是在拉应力下的情况。他的一篇文章已经被《物理评论通讯》杂志接受，最近将发表，他表示，石墨烯受到的张力，在每个方向都相等时，就会转变成一种新的结构，这种结构力学上不稳定。

　　玛丽安奈提说，这破坏机理是一种新型的弱化模式，呈现声子的不稳定性。一个声子就是晶体内原子的集体振模，类似于液体中的波。事实上，声子变“软”，是因为受到张力，就是说，该系统能降低它的能量，扭曲原子的振动模式，使它转变为一种新的晶体结构。在足够的张力下，石墨烯会形成特定的弱化模式，导致蜂窝状碳原子被转变为分离的六角环。这种新的晶体，结构较弱，这就导致石墨烯的力学缺陷。

　　“这是令人振奋的，在许多层面上都是这样，”玛丽安奈提指出。“弱化模式最早被认识到，是在20世纪60年代，是在铁电体（ferroelectric）相变的研究中认识的，但从来没有把它们直接联系到断裂。通常情况下，材料的缺陷会导致故障过早发生，但石墨烯最原始的属性，使人可以考验我们的预测。我们已经概述了一些有趣的新实验，直接观察这种弱化模式的理论预测。”

　　玛丽安奈提说，这是第一次，弱化光学声子被联系到力学缺陷，因此，很可能，这种新的缺陷机理并不仅限于石墨烯，而是普遍存在于其他很薄的材料。“纳米技术变得越来越普遍，因此，应该认识力学行为的性质在低维系统中的情况，比如在石墨烯中的情况，这是很很重要的。我们认为，应力是一种手段，可以操纵石墨烯的属性，因此，认识其限度是至关重要的。”研究基金来自美国国家科学基金会。

　　玛丽安奈提的研究兴趣在于，运用传统力学和量子力学，模拟材料行为，是在原子尺度进行模拟。特别是，他专注的是，把这些技术应用于材料，有望用于能量储存和转换。当前的应用范围，在他的研究项目中，包括核材料，比如钚，也包括可充电电池材料，比如钴氧化物。