Materialet graphen er en to-dimensionel modifikation af kulstof med en tykkelse af et enkelt atom med et krystalgitter af sekskantede form. Forskerne er meget interesseret i dette materiale, fordi det har flere egenskaber, der gør det næsten universelle og gælder i alle engageret i produktion. Og dog, dette materiale teoretisk er den mest holdbare stof i verden.
De materialer, som forskere fra rice University i Houston (USA) har fundet en måde at gøre graphene er betydeligt stærkere end dets oprindelige tilstand. Hvordan? Tak til de, der indgår i strukturen af kulstof-nanorør. Forskerne rapporterede også, at har været i stand til at opnå i det tre-dimensionelle strukturer baseret på graphen styrke niveauer op til 10 gange højere end den oprindelige figur. Resultaterne af det arbejde, der er udført, har forskerne delt i tidsskriftet ACS Nano.
“Vi har demonstreret evne til at vokse grafén med integreret nanorør. Vi kalder denne graphene forstærkning. Men i modsætning til den samme styrkelse af beton, hvor forstærkning struktur brug stål stænger, styrkelse af graphene vi bruge kulstof-nanorør,” forklarer leder af forskning, James Tour, Professor i materialer, videnskaben og nano-engineering fra rice University.
Til trods for hans styrke, 100 gange styrken af stål, siger Professor Tur, strukturelle fejl i leddene i krystalgitter, og dens underfundighed kan reducere samostojnost materiale. Dette betyder i praksis, at grafén kan ikke nå sine teoretiske maksimale styrke. Men, integration af kulstof-nanorør i strukturen af grafen i fremstillingsprocessen gør det muligt at styrke og mindske muligheden for revner i sin krystalgitter.
Den faktiske produktion af styrke graphene som følger. Første gang, forskere har skabt nanotrubki af indpakning underlaget omkring kobber monatomic lag af carbon, og så begyndte landbrug omkring graphene kulstof-nanorør, der er oprettet ved hjælp af den proces, plasma-kemisk aflejring fra gas-fase.
“Dette har ført til fremkomsten af kemiske kovalente bindinger mellem grafenauer lag og nanorør,” siger Tour.
Fra et praktisk synspunkt, er den nye proces til fremstilling af strukturelt forstærket graphen ikke give det materiale, nye egenskaber, men i meget høj grad øger muligheden for dens anvendelse i den virkelige verden, fordi dens faktiske effektivitet er ofte begrænset til kun at svage led i sin struktur.
“Dette er, at gøre med grafén de ting, der oprindeligt, men det var ikke muligt på grund af de potentielle fejl,” siger Tour.
I tidligere forsøg, som forskere fra rice University har fundet, at hyppigheden af naturlige samostiynosti af konventionelle graphene er 4 MPa. Check styrkelse af graphene kom ind med en gennemsnitlig samostojnost på niveau med 10.7 MPa. Som nævnt ovenfor, er forskellen bliver endnu mere indlysende, når du bruger oprettet på grundlag af tre-dimensionelle graphene strukturer.
Næste, forskerne ønsker, til at tænke over, hvordan skala produktion proces, der gør din åbning virkelig praktiske og anvendelige i virkelige forhold.
“Vi ønsker at opnå skalerbarhed produktionen at være øget graphene det var muligt at lave i store mængder. Det kunne virkelig ændre en masse ting. Det er det, vi søger,” tilføjede Runde.
Forskere har fundet en måde at strukturelt styrke graphene to gange
Nikolai Khizhnyak