引述外媒報導，在辦公用品中，鉛筆芯-一種石墨和粘土的混合物，其中不包含任何鉛-在其繪製黑線的能力之外似乎無可挑剔。
但是15年前，科學家發現單片石墨-以蜂窩狀排列的單原子厚的碳原子層-是一個奇蹟。這種稱為石墨烯的超薄碳，比紙柔和輕，但比鋼強200倍。它也是熱和電流的良好導體。
科學家們設想了石墨烯可以製成的所有非凡的東西：電晶體，傳感器，新穎的材料。但是在研究和分類了它的特性之後，科學家們繼續研究其他問題。實際應用的進展緩慢，因為使石墨烯引人入勝的部分（即強度）也使材料難以切割成精確的形狀。
去年，當麻省理工學院的物理學家發現將兩片材料以很小的角度扭曲並堆疊在一起時，石墨烯重新出現在物理學研究領域。它開創了一個新領域：旋翼機。
一個周三在Nature雜誌上發表的論文需要在這種材料被稱為最詳細看看魔角扭曲的雙層石墨烯。國際科學家團隊進行了一系列實驗，結果表明，通過調節石墨烯的溫度，磁場和能夠自由移動的電子數量，材料從行為像絕緣子（電流不流動）轉變為絕緣子。超導體，能夠無電阻地傳輸電流。
扭轉電子學的希望是，研究人員將能夠利用超導性和其他特性來設計用於量子計算機和尚未想像的其他用途的新型電子產品。
「 我們的工作確實顯示出整個系統的豐富性，我們可以立即觀察到所有這些影響，」 西班牙光子科學研究所和巴塞隆納科學技術學院的物理學家Dmitri K. Efetov 說。該論文的高級作者。
輕鬆將石墨烯微調為不同類型行為的能力為科學家提供了一個簡單的系統，供他們嘗試了解其超導活動以及其他行為的基本物理原理。
加州大學聖塔芭芭拉分校的物理學教授安德裡亞·揚（Andrea Young ）並未參與這項研究，他說：「他是做得最好的人。」 埃菲託夫博士及其合作者說。「他們以某種方式具有魔力。」
Young博士說，他和其他人仍在整理魔術角扭曲雙層石墨烯中的情況。
他說：「可能發生的事情很多，而確實發生的事情取決於許多實驗細節。」 「我們才剛剛開始了解並規劃該空間。但是希望是那裡會有其他任何系統都看不到的東西。」
長期以來，科學家一直知道石墨是由堆疊的石墨烯片製成的，但他們不知道如何只看一張石墨片。2004年，英國曼徹斯特大學的兩位物理學家安德烈·吉姆（Andre Geim）和康斯坦丁·諾沃塞洛夫（Konstantin Novoselov ）提出了一種絕對低技術的方法來生產它。他們使用膠帶（在辦公用品店購買的膠帶）將石墨烯層拉開，直到只剩下一層石墨烯。
在世界各地的實驗室中，物理學家趕緊購買了自己的膠帶卷並將石墨烯切成薄片。Geim和Novoselov博士榮獲2010年諾貝爾物理學獎。但是幾年後，科學家們弄清楚了他們能做些什麼，並且大多數人繼續前進。
麻省理工學院的物理學家帕勃羅·賈裡洛-埃雷羅說：「直到去年，石墨烯才逐漸過時。」
不過，像德克薩斯大學理論物理學家艾倫·麥克唐納（Allan H. MacDonald）這樣的人仍然認為，石墨烯的奧秘尚未得到充分挖掘。
如果將兩片石墨烯彼此堆疊怎麼辦？如果各層完美對齊，則兩個石墨烯層的行為基本上與單個石墨烯片相同。但是，當其中一層與另一層相比略微扭曲時，兩個晶格的旋轉未對準會產生重複的「 莫爾圖案」，其延伸到許多原子上。
「這就是我的起點，」麥克唐納博士說。「如果他們幾乎對齊了怎麼辦？」
電子可以很容易地在兩張其網格排列的薄片之間跳動。但是在沒有對齊的地方，流程會更加困難。2011年，麥克唐納博士和博士後研究員拉菲·比斯特裡策（Rafi Bistritzer）計算得出，電子結構在一個小角度下將變得「平坦」，電子像汽車一樣被塞住，試圖穿越時代廣場。
緩慢移動的電子之間更有可能相互作用（用物理學的語言來說是「高度相關的」），並且根據經驗，物理學家知道強相關的系統通常是令人驚訝的系統。
麥克唐納博士說：「我們提出了一些猜測。」
這篇論文很有趣，但基本上被忽略了。一次包含多個粒子的方程通常過於複雜而無法精確求解。因此，麥克唐納博士和比斯特裡澤博士做了一些簡化，以得出大致的答案。許多科學家認為他們的結果只是近似的人工產物，而不是對實際觀察結果的可能描述。
哈佛物理學家菲利普·金（Philip Kim）曾做過許多早期的石墨烯實驗（Efetov博士和Jarillo-Herrero博士都在他的實驗室裡工作），他認為計算中掩蓋的細節很重要。他說：「我對此表示懷疑。」
但是Jarillo-Herrero博士決定測試該預測。他說：「有很好的理論動機去觀察會發生什麼。」
該技術仍然涉及使用膠帶將石墨晶體拉開，直到僅剩下一層石墨烯。然後將石墨烯撕成兩半，以產生兩個具有完美排列的晶格的薄片。然後將其中一個薄片旋轉約1.3度，然後將其壓下。
這些層只是鬆散地結合在一起，有時科學家們觀察到它們迅速重新對齊。其他時候，紙張開始旋轉，但在完全對齊之前停止，有時以所需的1.1度結束。角度不必精確。當扭轉角在1.0和1.2度之間時，似乎會出現這種情況。
去年，Jarillo-Herrero博士及其同事報告了一個驚人的發現。兩層石墨烯（現在稱為魔角扭曲雙層石墨烯）在冷卻到絕對零度以上的幾分之一度時成為超導體。（麥克唐納博士和比斯特裡策博士沒有預料到這一點。）
Jarillo-Herrero博士說：「當我們看到超導性時，一切都崩潰了。」 「然後我們意識到這是一件非常大的事情。」
對於使用石墨烯進行的原始工作的所有驚人技巧，科學家們從未能夠將其轉變為超導體。一個啟示是，只需將另一張紙放在上面並稍微扭轉一下，即可改變其行為。如果旋轉一張紙，好像兩張紙的顏色突然改變了。
其他實驗物理學家跳回石墨烯研究。金博士承認：「我完全錯了。」 「艾倫·麥克唐納的理論是正確的。」
Efetov博士及其同事在新的《自然》雜誌上證實了Jarillo-Herrero博士的發現，但他們發現溫度，磁場和電子密度的其他排列也使石墨烯成為超導體。
他們還發現，石墨烯還可能表現出不尋常的磁性類型，這是由於其電子的運動引起的，而不是像鐵這樣的材料中所見的原子的固有磁性。這種行為很少被觀察到。
Efetov博士說，他對組合石墨烯層的方法的改進是在壓下第二層時將其捲起，這類似於在智慧型手機屏幕保護膜上施加壓力以防止在施加它時形成氣泡的方法。
他還說，兩層之間更清晰的邊界導致了他更詳細的結果。他說：「麻省理工學院看到的，我們正在複製。」 「但是最重要的是，我們觀察到了更多的狀態，由於設備骯髒，很可能在他的情況下看不到這些狀態。」
Twistronics的新領域超越了石墨烯。材料的電子行為可能取決於石墨烯所放置的材料，通常是氮化硼。嘗試其他材料或配置可能會產生不同的結果。
科學家已經開始研究三層石墨烯和多種其他二維材料。
哈佛大學的金博士說：「我認為這僅僅是開始。」
他認為，由於使用了各種各樣的材料，科學家們也許能夠設計出適用於量子計算機的新型超導體。「我認為那可能真的很令人興奮。」