Главная » Hi-Tech » Ученые нашли способ структурно усилить графен в два раза

Ученые нашли способ структурно усилить графен в два раза

Ученые очень заинтересованы в этом материале, поскольку он обладает рядом свойств, делающих его практически универсальным и применимым в совершено любой сфере производства. Материал графен представляет собой двумерную модификацию углерода толщиной в один атом с кристаллической решеткой гексагонального вида. А еще этот материал теоретически считается самым прочным веществом в мире.

Как? Материаловеды из Университета Райса в Хьюстоне (США) нашли способ, как сделать графен существенно прочнее его изначального состояния. Исследователи также сообщают, что смогли добиться в трехмерных структурах на основе графена уровня прочности до 10 раз превышающего изначальный показатель. Благодаря включенным в его структуру углеродным нанотрубкам. О результатах проделанной работы ученые поделились в журнале ACS Nano.

Мы называем такой графен арматурным. «Мы продемонстрировали возможность выращивать графен с интегрированными нанотрубками. Но в отличии от того же арматурного бетона, где для упрочнения структуры используются стальные прутья, в арматурном графене мы используем углеродные нанотрубки», — объясняет глава исследования Джеймс Тур, профессор материаловедения и наноинженерии из Университета Райса.

На практике это означает, что графен не способен достичь своего теоретического максимума прочности. Несмотря на свою прочность, в 100 раз превышающую прочность стали, объясняет профессор Тур, структурные дефекты в местах соединения кристаллической решетки, а также его тонкость способны снижать изломостойкость материала. Однако интеграция углеродных нанотрубок в структуру графена в процессе его производства позволяет его усилить и снизить вероятность трещин в его кристаллической решетке.

Сначала ученые создали нанонтрубки, обернув вокруг медной подложки одноатомный слой углерода, а уже затем приступили к выращиванию графена вокруг созданных углеродных нанотрубок с помощью процесса плазмохимического осаждения из газовой фазы. Само производство арматурного графена выглядит следующим образом.

«Это привело к появлению химической ковалентной связи между графеновым слоем и нанотрубками», — говорит Тур.

С практической точки зрения новый процесс производства структурно усиленного графена не наделяет материал новыми свойствами, но весьма значительно увеличивает возможность его применения в реальных условиях, поскольку его реальная эффективность чаще всего ограничивается лишь слабыми звеньями в его структуре.

«Это позволяет делать с графеном те вещи, которые изначально предполагались, но небыли возможны из-за вероятных дефектов», — говорит Тур.

Проверка арматурного графена в среднем показала изломостойкость на уровне 10,7 мегапаскаля. В предыдущих тестах ученые из Университета Райса установили, что показатель естественной изломостойкости обычного графена составляет 4 мегапаскаля. Как уже отмечалось выше, разница становится еще более очевидной при использовании созданных на базе графена трехмерных структур.

Далее ученые хотят подумать над тем, как масштабировать производственный процесс, сделав свое открытие реально практичным и применимым в реальных условиях.

Это реально изменило бы многие вещи. «Мы хотим добиться масштабируемости производства, чтобы такой усиленный графен можно было создавать в больших объемах. Именно к этому мы стремимся», — добавил Тур.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

«Московский Бродвей» использовал дополненную реальность на афишах: с помощью iPhone можно увидеть сцену с актёром

«Московский Бродвей» использовал дополненную реальность на афишах: с помощью iPhone можно увидеть сцену с актёром — Маркетинг на vc.ru Свежее Вакансии Написать Уведомлений пока нет Пишите хорошие статьи, комментируйте,и здесь станет не так пусто Войти Для этого нужно направить камеру ...

Купить себе гостиничный номер

Подробнее об инвестициях в апарт-отели: чем это лучше покупки квартиры и сколько можно заработать на сдаче в аренду. В закладки Поделиться Материал подготовлен при поддержке группы компании Docklands development Что такое апартаменты? Апартаменты — это обычная квартира со статусом нежилого ...