Wetenschappers hebben een manier grafeen tweemaal structureel versterken gevonden

Het materiaal is een tweedimensionaal grafeen koolstof modificatie van één atoom dik met een hexagonaal rooster vorm. Wetenschappers zijn zeer geïnteresseerd in dit materiaal, want het heeft een aantal eigenschappen die het een bijna universeel en van toepassing is op elk gebied van de productie begaan te maken. En dit spul is theoretisch beschouwd als de meest duurzame materiaal in de wereld te zijn.

Wetenschappers hebben een manier grafeen tweemaal structureel versterken gevonden

Materiaal wetenschappers aan de Rice University in Houston (USA) hebben een manier gevonden om grafeen beduidend sterker dan zijn oorspronkelijke staat te maken hebben gevonden. Hoe? Dankzij de opname in zijn structuur van koolstof nanobuisjes. De onderzoekers melden ook dat ze kunnen bereiken in de drie-dimensionale structuren op basis van grafeen sterkte niveaus tot 10 keer de oorspronkelijke figuur. Op de resultaten van dit werk, hebben wetenschappers gedeeld in het tijdschrift ACS Nano.

"We hebben de mogelijkheid om grafeen geïntegreerde nanobuisjes groeien aangetoond. We noemen zo'n grafiek versterken. Maar in tegenstelling tot de zelfde wapening van beton, die wordt gebruikt om de structuur van de stalen staven verharden, de versterking van in grafeen we gebruik maken van koolstof nanobuisjes", - zegt het hoofd van het onderzoek James Tour, een professor van de materiaalwetenschap en nanoengineering van Rice University.

Ondanks zijn sterkte, 100 keer de sterkte van staal, legt professor Tour, structurele defecten in het kristalrooster plaatsen van de verbinding alsook de fijnheid kan de taaiheid van het materiaal verminderen. In de praktijk betekent dit dat grafeen niet in staat is de theoretische maximale sterkte bereikt. De integratie van koolstofnanobuizen in grafeen constructie tijdens de productie mogelijk te versterken en om de kans op scheuren in het kristalrooster te verminderen.

De productie zelf versterkende grafeen is als volgt. Ten eerste, wetenschappers nanontrubki wikkelen rond het kopersubstraat eenwaardige koolstoflaag en is vervolgens begonnen grafeen gecreëerd rond de koolstof nanobuisjes groeien door middel van plasma CVD-chemische damp.

"Dit leidde tot de chemische covalente binding tussen grafeen laag en nanobuizen", - zei Tour.

Vanuit praktisch oogpunt, een nieuw productieproces grafeen structureel versterkt materiaal geen nieuwe eigenschappen te verlenen, maar zeer aanzienlijk vergroot de mogelijkheid van de toepassing ervan in reële omstandigheden, omdat de werkelijke doeltreffendheid vaak beperkt door zwakke schakels in de structuur.

"Hierdoor kan grafeen zijn de dingen die oorspronkelijk de bedoeling was, maar nebyli mogelijk vanwege mogelijke defecten," - zegt Tour.

In vorige proeven van Rice University wetenschappers hebben vastgesteld dat de snelheid van natuurlijke taaiheid conventionele grafeen 4 MPa. Controleer wapening grafeen gemiddeld toonde taaiheid bij het niveau van 10, 7 MPa. Zoals hierboven vermeld, het verschil nog duidelijker bij gebruik vastgesteld op basis van de driedimensionale structuur van grafeen.

Vervolgens wordt de wetenschappers willen nadenken over hoe om het productieproces te schalen, waardoor hun ontdekking echt praktisch en van toepassing zijn op real-world omstandigheden.

"We willen schaalbaarheid van productie bereiken een intensievere grafeen kan worden geproduceerd in grote hoeveelheden. Het is echt veel dingen zou hebben veranderd. Dit is wat we zoeken, "- zei de Tour.