MIT vyvíjí nový typ silného a lehkého 3D grafenového materiálu

Grafenový materiál

Ve 3D tisku se používají všechny druhy materiálů v dnešní době jsou nylony vyztužené kevlarem a skleněnými vlákny. atd. Ale i když je to pravda důležitá je pevnost materiálů, stejně jako vnitřní struktura objektu 3D tištěné. Nedávno skupina výzkumníků z Společnost MIT vyvinula jeden z nejsilnějších, ale nejlehčích materiálů lisováním a tavením grafenových částic.
Doposud měli vědci potíže s převodem dvourozměrné síly grafenu na trojrozměrné struktury. Ale nový design od společnosti MIT, a konfigurace grafenu podobná a houba, může být desetkrát silnější než ocel a má hustotu pouze pět procent.

Zjištění výzkumného týmu MIT byla nedávno uvedena v časopise Science Advances. Spoluautorem článku byl Markus Buehler, profesor inženýrství McAfee a vedoucí katedry civilního a environmentálního inženýrství (CEE) na MIT; Vědecký pracovník ve střední a východní Evropě Zhao Qin; Postgraduální student Gang Seob Jung; A Min Jeong Kang Meng, třída 2016.

V geometrii struktury Graphene je klíč

Jejich nálezy podle MIT ukazují, že „zásadní aspekt nových 3D tvarů má více společného s neobvyklou geometrickou konfigurací než u samotného materiálu, což naznačuje, že podobných vlastností lze získat z různých materiálů použitím podobných geometrických charakteristik. »

Tým vytvořil a stabilní a silná struktura připomínající korály a mikroskopické tvory známé jako rozsivkypomocí kombinace tepla a tlaku ke stlačení malých vloček grafenu. Výsledné tvary mají proporcionálně k objemu velký povrch a jsou mimořádně silné. Vypadají jako koule Nerf - jsou to zaoblené předměty, ale plné děr. Tyto složité tvary jsou známé jako gyroidy.a Buehler uvedl, že je „pravděpodobně nemožné“ vytvořit je pomocí konvenční výroby. Pro laboratorní testy použil tým 3D tištěné modely gyroidů, zvětšené tisíckrát oproti jejich přirozené velikosti.

Tým podrobil 3D modely různým mechanickým tahovým a tlakovým zkouškám, přičemž pomocí svých teoretických modelů simuloval mechanickou odezvu při zatížení. V jednom z našich vzorků to získali pomocí a 5% hustoty oceli bylo získáno 10krát větší pevností než uvedený materiál".
Materiál 3D grafenu, tvořený zakřivenými povrchy při deformaci, reaguje jako listy papíru. Papír se může snadno pokrčit, protože po své šířce a délce není silný. Ale když je papír svinut do trubice, síla podél její délky je mnohem větší. Geometrické uspořádání grafenových vloček po zpracování má podobnou konfiguraci.

Možné aplikace

Mezi možnými aplikacemi to vyniká lze použít geometrické prvky objevené u jiných materiálů, jako jsou polymery nebo kovy, aby získat podobné pevnostní výhody při nižších výrobních nákladech. Existuje také možnost použití polymerních nebo kovových částic jako šablon, použití zásobníku chemických par před tepelným a tlakovým zpracováním k jejich pokrytí grafenem. Následně mohl být polymer nebo kov odstraněn, aby se 3D grafen udržel ve formě gyroidu. Tuto porézní geometrii lze použít při stavbě velkých konstrukcíjako most. Zajistilo by to dokonce dobrou izolaci mostu kvůli množství uzavřeného vzdušného prostoru.


Buďte první komentář

Zanechte svůj komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Povinné položky jsou označeny *

*

*

  1. Odpovědný za údaje: Miguel Ángel Gatón
  2. Účel údajů: Ovládací SPAM, správa komentářů.
  3. Legitimace: Váš souhlas
  4. Sdělování údajů: Údaje nebudou sděleny třetím osobám, s výjimkou zákonných povinností.
  5. Úložiště dat: Databáze hostovaná společností Occentus Networks (EU)
  6. Práva: Vaše údaje můžete kdykoli omezit, obnovit a odstranit.