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美科學(xué)家制備出3D石墨烯，硬度是鋼鐵的10多倍

來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2017-01-12 09:07:07 瀏覽次數：

　　近日，美國麻省理工學(xué)院的科學(xué)家通過(guò)按壓并熔化石墨烯薄片，制造出迄今最輕質(zhì)堅固的材料之一-一種多孔的三維石墨烯結構，其形狀類(lèi)似海綿，密度僅為鐵的5%，但堅固程度為鋼鐵的10倍多，可用于輕重量、超強材料應用領(lǐng)域。

一種多孔的三維石墨烯結構

　　石墨烯在二維形式時(shí)被認為是最堅固的材料，但研究人員一直很難將其二維形式下的堅固強度，轉化到有用的三維材料內。在最新研究中，研究團隊通過(guò)施加熱和壓力，將石墨烯小薄片按壓在一起，制造出一種復雜穩定類(lèi)似珊瑚和硅藻類(lèi)生物的結構。新結構名為“螺旋二十四面體”，其表面積相對體積來(lái)說(shuō)很大，但非常堅固。
　　研究人員表示：石墨烯這種二維材料僅一個(gè)原子厚，擁有獨特的堅固程度和電學(xué)屬性，但由于太纖薄，很難制成三維材料。
　　但石墨烯在熱和壓力作用下自然形成的這一幾何形狀非常復雜，用傳統方法不可能制造出來(lái)。在實(shí)驗中，研究人員用3D打印機制造出擴大數千倍的結構，新結構的優(yōu)異性能更大程度源于這一獨特的構造而非材料本身。這意味著(zhù)，科學(xué)家可以將其他材料制成同樣的幾何形狀，來(lái)獲得同樣強度的輕質(zhì)材料。
　　研究人員認為，同樣的幾何形狀甚至能應用于更大塊頭的結構材料。比如，制造橋梁的水泥可制成同樣的多孔幾何形狀，在降低重量的同時(shí)獲得同樣的堅固程度。此外，由于這一形狀內充滿(mǎn)了細小的孔隙，因此，有望用于過(guò)濾水或化學(xué)物質(zhì)。
　　資料來(lái)源于科技日報。

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