الغرافين هو غشاء كربوني بسماكة ذرة واحدة بالضبط. صفيحتان من الغرافين موضوعتان فوق بعضهما مع دوران طفيف تتصرفان بشكل مختلف تمامًا عن الصفيحة المفردة. عند زاوية حوالي 1.1 درجة، تتباطأ الإلكترونات فيهما بشكل كبير لدرجة أن المادة قد تصبح موصلًا فائقًا أو عازلًا — اعتمادًا على الظروف. تُسمى هذه الزاوية "السحرية".
المشكلة هي أن طي صفيحتين بدوران دقيق يدويًا شبه مستحيل. وجد علماء من الصين طريقة لزراعة الغرافين الملتوي مباشرة على ركيزة من البلاتين. لاحظوا أن حبيبات البلاتين المختلفة (مناطق ذات اتجاهات ذرية مختلفة) تمتلك نشاطًا تحفيزيًا مختلفًا — على بعضها ينمو الغرافين أسرع، وعلى البعض الآخر أبطأ. إذا تم اختيار حبيبات متجاورة ذات نشاط مختلف بشكل كبير، فإن طبقة الغرافين المتنامية تطوي نفسها أو تتمزق في المكان المطلوب، مكونة دورانًا بزاوية محددة مسبقًا.
استخدم الباحثون الترسيب الكيميائي من الطور الغازي (CVD) — وهي طريقة يترسب فيها الكربون من غاز الميثان على البلاتين الساخن ليشكل طبقة الغرافين. بمراقبة النمو في الزمن الحقيقي، اكتشفوا أن اتجاه الغرافين يعتمد على التضاريس الدقيقة لسطح حبيبة البلاتين. تعمل الدرجات الذرية على السطح كموجهات: ينمو الغرافين على طولها، وعند الانتقال إلى حبيبة أخرى قد يغير اتجاهه وينطوي.
وهكذا تمكنوا من الحصول ليس فقط على طبقات ملتوية بزوايا عشوائية، بل أيضًا بالزاوية السحرية التي تصبح عندها النطاقات الإلكترونية مسطحة. هذا يعني أن الإلكترونات تتوقف عن التسارع وتتحرك بسرعة متساوية، مما يعزز التفاعل بينها ويولد حالات كمية غير عادية.
الطريقة مناسبة للإنتاج الضخم: لا حاجة لنقل ومواءمة الطبقات يدويًا، كل شيء يحدث في عملية نمو واحدة. هذا يقرّب إنشاء أجهزة إلكترونية تعتمد على الغرافين الملتوي — من أجهزة استشعار فائقة الحساسية إلى عناصر للحواسيب الكمومية.
البلاتين ليس مجرد ركيزة، بل هو عامل حفاز. فهو يفكك الميثان إلى كربون وهيدروجين، والكربون هو الذي يتجمع في شبكة الغرافين. وفي الوقت نفسه، تعمل الأوجه المختلفة لبلورة البلاتين بسرعات مختلفة، وهذا ما يسمح بالتحكم في النمو.
في الخيال العلمي كثيرًا ما توجد مواد بخصائص قابلة للبرمجة تتغير مع دوران الطبقات. على سبيل المثال، في رواية نيل ستيفنسون "العصر الماسي" تُوصف مواد ذكية تتفاعل مع البنية. الغرافين الملتوي هو خطوة حقيقية نحو هذه التقنيات.