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石墨烯材料新結(jié)構(gòu)似海綿狀 堅固程度比鐵強

2017年1月11日 來源:防爆云平臺--防爆產(chǎn)業(yè)鏈一站式O2O服務平臺 防爆電氣、防爆電機、防爆通訊、防爆空調(diào) 瀏覽 3520 次
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  據(jù)英國《獨立報》8日報道,美國麻省理工學院(MIT)的科學家通過按壓并熔化石墨烯薄片,制造出迄今輕質(zhì)堅固的材料之一——一種多孔的三維石墨烯結(jié)構(gòu),其形狀類似海綿,密度僅為鐵的5%,但堅固程度為鐵的10倍多。
  
  石墨烯在二維形式時被認為是堅固的材料,但研究人員一直很難將其二維形式下的堅固強度,轉(zhuǎn)化到有用的三維材料內(nèi)。在新研究中,研究團隊通過施加熱和壓力,將石墨烯小薄片按壓在一起,制造出一種復雜穩(wěn)定類似珊瑚和硅藻類生物的結(jié)構(gòu)。新結(jié)構(gòu)名為“螺旋二十四面體”,其表面積相對體積來說很大,但非常堅固。
  
  石墨烯這種二維材料僅一個原子厚,擁有獨特的堅固程度和電學屬性,但由于太纖薄,很難制成三維材料。不過,新研究做到了這一點。
  
  “石墨烯在熱和壓力作用下自然形成的這一幾何形狀非常復雜,用傳統(tǒng)方法不可能制造出來?!痹趯嶒炛?,研究人員用3D打印機制造出擴大數(shù)千倍的結(jié)構(gòu),并對其進行測試,得到了上述結(jié)果。
  
  這項近日發(fā)表在《科學進步》雜志上的新研究表明,新結(jié)構(gòu)的優(yōu)異性能更大程度源于這一獨特的構(gòu)造而非材料本身。這意味著,科學家可以將其他材料制成同樣的幾何形狀,來獲得同樣強度的輕質(zhì)材料。
  
  研究人員認為,同樣的幾何形狀甚至能應用于更大塊頭的結(jié)構(gòu)材料。比如,制造橋梁的水泥可制成同樣的多孔幾何形狀,在降低重量的同時獲得同樣的堅固程度。此外,由于這一形狀內(nèi)充滿了細小的孔隙,因此,有望用于過濾水或化學物質(zhì)。

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