视频 | 麻省理工学院开发强度是钢10倍的多孔石墨烯材料

MIT的研究小组设计了目前世界上强度最大的轻质材料。通过熔化和压缩石墨烯薄片,他们将石墨烯做成海绵状的立体结构,其强度是钢的10倍,但密度只有钢的5%。

石墨烯被认为是当今所有已知材料中强度最高的,然而,到目前为止,研究人员很难将这一二维尺度下的强度转化为有用的三维材料。62822b05489cf54

研究人员最近发现,3D材料的强度与材料的几何结构设计相关度更大。即使使用不同的轻质材料,只要它们的几何结构大致相同,那么它们的强度也相差无几。

三维石墨烯拉张和挤压测试结果/MIT
三维石墨烯拉张和挤压测试结果/MIT

麻省理工学院的这项研究成果发表在Science Advances上,通过压缩薄片状的石墨烯,结合热和压力,最终产生一个强大的,稳定的结构,看起来有点像珊瑚。这种材料的意义在于对于建筑的环保也非常有利,它的多孔结构和增大的表面积可以过滤水或空气,对于未来的绿色建筑结构有潜在的应用前景。如果将这种结构放大几十倍几百倍用于建筑,碳元素材料带来稳定的化学和机械性能,面对类似于超强风暴,涨潮等外界因素,这种材料的特性可以使得建筑具有更好的韧性。

科学家们越来越发现结构和形状对于实现材料本身的强度同样重要。这样的结构性材料的潜在应用并不紧紧局限于地球上的建筑。还可以用来在太空建造空间站,甚至在其他星球上建造人类移居地,尤其是轻质建筑材料可以显著降低成本。

这个发现可能会在许多领域产生影响,例如混凝土结构,桥梁,而这些微小的几何形状也可以被证明是有用的过滤系统,无论是用于水过滤或是化学过滤处理。

论文链接:http://advances.sciencemag.org/content/3/1/e1601536

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