Már nagyon sokat írtak arról a tényről, hogy a grafén meg fogja menteni a világot, egyedi tulajdonságai és a különböző területeken történő széles körű alkalmazásának lehetőségei miatt. A valóságban azonban kevés volt a lehetőség arra, hogy életnagyságú bizonyítékokat kapjunk arról, hogy a hatszögletű rácsok mennyire és miért olyan erősek. A Massachusetts Institute of Technology kutatói sikerrel jártak. A közelmúltbeli kísérletek során kaptak grafént, amelyek 5% -kal sűrűbbek és tízszer erősebbek voltak, mint a fém, ami azt mutatja, hogy ez akkor is lehetséges, ha egy kompozitdarab nagyobb, mint egy normál papírlap.
Nagy pontosságú számítógépes modell felhasználásával a 3D tudósok szivacsos anyagként kinyomták a két atomú kockákat, majd kompressziós teszteknek vetik alá őket. Ezekben a tesztekben a forma hihetetlenül fontos szerepet játszik. Maga a kocka úgy néz ki, mint egy lila szivacs. Porózus felépítése nagy felületet mutat, amely növeli az szilárdságot, miközben fenntartja az alacsony súlyt.
Talán a legérdekesebb, hogy a különböző kockák váratlanul eltérő módon reagáltak. Például egy vastagabb falakkal és redőkkel ellátott kocka kevésbé volt ellenálló az összeomlásnak, ha nagyobb nyomást alkalmaztak. Ellentétben a vékonyabb szerkezetű kockákkal, amelyek fokozatosan összeomlottak, és alakjukat majdnem a végéig megtartották, ez azonnal összeomlott, mint egy robbanás.
A tudósok szerint ez azért van, mert a vékonyabb falak fokozatosan deformálódnak, míg a vastagabbak deformációs energiát halmoznak fel, ami azonnali összeomláshoz vezet. Ez arra utal, hogy az anyag szerkezetén kívül az alak is fontos az erősség biztosítása érdekében.
„Az anyagot helyettesítheti valami mással” - mondja az egyik MIT szakember. "A geometria az uralkodó tényező."
Hol lehet alkalmazni? A polimert vagy a fémrészecskéket bevonhatja grafénnel, majd hőre keményedés után eltávolíthatja az alapanyagot. Ennek eredményeként egy könnyű és szuperstrongos grafén szerkezet marad meg. A kutatók szerint az anyag felhasználható betonhíd-építésben, vízszűrő rendszerekben vagy kémiai kezelőberendezésekben.
Szergej Lukavsky