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麻省理工学院的3D石墨烯比钢铁强十倍

(博谈网记者郑典编译报道)据《Engadget》2017年1月9日(周一)报导:MIT's 3D graphene is ten times stronger than steel

已经有大量的文章讲述有关石墨烯基本上如何以其无数的应用和力量来拯救世界。但是,实际看到同实物大小的六角形网格,如何以及为什么如此强韧的证据的机会很少。马萨诸塞理工学院改变了这一点。学校的最新实验使用石墨烯材料,其密度为钢的5%,金属强度的十倍,显示了复合材料可能发生的情况而不仅仅是设计空谈而已。

从高度准确的计算器模型开始,研究人员3D打印双原子立方体来表示材料像海绵状结构,然后进行压缩测试。这里的形状是非常重要的;立方体本身看起来像洋红色海绵。其多孔性意味着有更多的表面积,更多的表面积意味着在较低的重量下更高的强度。

也许最有趣的是,不同的立方体有着意想不到的反应。例如,当随着施加更多的压力时,具有较厚的壁和褶层的实际上更不稳定。与较薄的结构相比,它爆发性地爆炸。相比之下,更薄的立方体以几乎可控的方式断裂,而且几乎到最后都保持其形状。

麻省理工学院说,这是因为较薄的壁允许结构逐渐变形,而较厚的壁存储变形能量,最后一次释放。这导致使用中的材料并不常发现它(虽然它当然有帮助),但它们的形状也有助于强度。麻省理工学院的土木和环境工程负责人说:‌‌“你可以用任何东西替换材料。几何是主导因素。‌‌”

一个潜在的用途?取得聚合物或金属颗粒,并用石墨烯涂覆它们,然后在加热和压力处理后除去基材。这种方法将使石墨烯的轻质和超强结构得以发挥。麻省理工学院认为这种类型的应用可以使用在任何地方,从混凝土桥梁,甚至用于水或化学加工的过滤系统。

 

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