南极熊2017年1月10日讯,著名美国高等学府麻省理工(MIT)的一支研究团队近日发现了一种新方法,可以以2D的石墨烯薄片为原材料生成3D的石墨烯结构,并且强度可以达到钢的10倍,但密度却仅为后者的1/20。同时,他们还通过3D打印的方法再现并且测试了这种结构,并表示该结构在其它材料上也能发挥作用。
MIT团队表示,这种全新的3D石墨烯材料是通过在高温下压缩石墨烯薄片(仅有一个原子厚的准2D结构)制成的,而它之所以如此强大主要是因为其原子构型是一种类似珊瑚的多孔结构(如上图)。通过计算机模拟,他们发现这样的结构强度很高,而其中一个模型就达到了前文提到的那种程度(强度是钢的10倍,密度仅为1/20)。之后,他们还用塑料3D打印(使用的设备是Stratasys的VeroMagenta和Object 500)出了一些这样的结构并进行了挤压和拉伸测试。
“在2D层面,石墨烯的确是当前强度最大的材料。但它实在是太薄了,如果不能形成3D结构就很难应用于实际,比如汽车、建筑行业,”主导这项研究的MIT土木与环境工程系教授Markus Buehler表示:“不过现在,我们发现的这种新结构则有望解决这个问题。”
值得一提的是,就算不以石墨烯为原材料而改用普通材料(比如塑料),这种结构的强度也远高于普通的结构。所以,它其实是可以在很多其它领域发挥作用,比如用于建造桥梁,桥梁就能在保证强度的情况下变轻许多。
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编译自MIT News
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