En hel del har redan skrivits om det faktum att grafen kommer att rädda världen på grund av dess unika egenskaper och utsikterna för utbredd användning inom olika områden. Men i verkligheten fanns det liten möjlighet att se bevis på livets storlek på hur och varför sexkantiga gitter är så starka. Forskare vid Massachusetts Institute of Technology lyckades. De erhöll grafen i senaste experiment, som visade sig vara 5 procent tätare och tio gånger starkare än metall, vilket visade att detta är möjligt även när en kompositbit är större än ett vanligt pappersark.
Med hjälp av en datormodell med hög precision tryckte forskarna 3D två-atomkuberna som ett svampigt material och utsatte dem sedan för komprimeringstester. I dessa tester spelar form en oerhört viktig roll. Kuben själv ser ut som en lila svamp. Dess porösa struktur indikerar en stor ytarea, vilket ökar hållfastheten och bibehåller en låg vikt.
Kanske mest intressant, de olika kuberna reagerade på oväntat olika sätt. Till exempel visade sig en kub med tjockare väggar och veck vara mindre motståndskraftig mot kollaps när mer tryck applicerades. Till skillnad från kuber med en tunnare struktur, som gradvis kollapsade och behöll sin form nästan till slutet, kollapsade denna direkt, som i en explosion.
Forskare säger att detta beror på att de tunnare väggarna deformeras gradvis, medan de tjockare ackumulerar deformationsenergi, vilket sedan leder till en omedelbar kollaps. Detta antyder att utöver materialets struktur är dess form viktigt för att säkerställa styrka.
"Du kan ersätta materialet med något annat", säger en av MIT-specialisterna. "Geometri är den dominerande faktorn."
Var kan den tillämpas? Du kan belägga polymeren eller metallpartiklarna med grafen och sedan ta bort basmaterialet efter härdning av termokraften. Som ett resultat kvarstår en lätt och yttersta grafenstruktur. Forskarna tror att materialet kan användas i betongbrokonstruktion, i vattenfiltreringssystem eller i kemisk behandlingsutrustning.
Sergey Lukavsky