Sporo już napisano o tym, że grafen uratuje świat ze względu na swoje unikalne właściwości i perspektywy szerokiego zastosowania w różnych dziedzinach. Ale w rzeczywistości było niewiele okazji, aby zobaczyć dowody naturalnej wielkości na to, jak i dlaczego sześciokątne siatki są tak mocne. Naukowcom z Massachusetts Institute of Technology udało się. W ostatnich eksperymentach uzyskali grafen, który okazał się o 5% gęstszy i dziesięciokrotnie mocniejszy od metalu, co pokazuje, że jest to możliwe nawet wtedy, gdy kawałek kompozytu jest większy niż zwykły arkusz papieru.
Korzystając z wysoce precyzyjnego modelu komputerowego, naukowcy wydrukowali kostki dwuatomowe w 3D jako materiał gąbczasty, a następnie poddali je testom kompresji. W tych testach kształt odgrywa niezwykle ważną rolę. Sama kostka wygląda jak fioletowa gąbka. Jego porowata struktura wskazuje na dużą powierzchnię, co zwiększa wytrzymałość przy zachowaniu niskiej wagi.
Co najciekawsze, różne kostki zareagowały w nieoczekiwanie różny sposób. Na przykład stwierdzono, że sześcian o grubszych ścianach i fałdach jest mniej odporny na zapadanie się, gdy przyłożono większy nacisk. W przeciwieństwie do kostek o cieńszej strukturze, które zapadały się stopniowo, zachowując swój kształt prawie do końca, ta upadła błyskawicznie, jak w eksplozji.
Naukowcy twierdzą, że dzieje się tak, ponieważ cieńsze ściany odkształcają się stopniowo, podczas gdy grubsze gromadzą energię odkształcenia, która następnie prowadzi do natychmiastowego załamania. Sugeruje to, że oprócz struktury materiału, jego kształt jest ważny dla zapewnienia wytrzymałości.
„Możesz zastąpić materiał czymś innym” - mówi jeden ze specjalistów MIT. „Dominującym czynnikiem jest geometria”.
Gdzie można go zastosować? Możesz pokryć cząstki polimeru lub metalu grafenem, a następnie usunąć materiał bazowy po utwardzeniu termicznym. W rezultacie pozostaje lekka i super mocna struktura grafenu. Naukowcy są przekonani, że materiał ten mógłby zostać wykorzystany przy budowie mostów betonowych, w systemach filtracji wody lub w urządzeniach do obróbki chemicznej.
Sergey Lukavsky