Новости из мира высоких технологий

Ученые нашли способ структурно усилить графен в два раза

Материал графен представляет собой двумерную модификацию углерода толщиной в один атом с кристаллической решеткой гексагонального вида. Ученые очень заинтересованы в этом материале, поскольку он обладает рядом свойств, делающих его практически универсальным и применимым в совершено любой сфере производства. А еще этот материал теоретически считается самым прочным веществом в мире.

Материаловеды из Университета Райса в Хьюстоне (США) нашли способ, как сделать графен существенно прочнее его изначального состояния. Как? Благодаря включенным в его структуру углеродным нанотрубкам. Исследователи также сообщают, что смогли добиться в трехмерных структурах на основе графена уровня прочности до 10 раз превышающего изначальный показатель. О результатах проделанной работы ученые поделились в журнале ACS Nano.

«Мы продемонстрировали возможность выращивать графен с интегрированными нанотрубками. Мы называем такой графен арматурным. Но в отличии от того же арматурного бетона, где для упрочнения структуры используются стальные прутья, в арматурном графене мы используем углеродные нанотрубки», — объясняет глава исследования Джеймс Тур, профессор материаловедения и наноинженерии из Университета Райса.

Несмотря на свою прочность, в 100 раз превышающую прочность стали, объясняет профессор Тур, структурные дефекты в местах соединения кристаллической решетки, а также его тонкость способны снижать изломостойкость материала. На практике это означает, что графен не способен достичь своего теоретического максимума прочности. Однако интеграция углеродных нанотрубок в структуру графена в процессе его производства позволяет его усилить и снизить вероятность трещин в его кристаллической решетке.

Само производство арматурного графена выглядит следующим образом. Сначала ученые создали нанонтрубки, обернув вокруг медной подложки одноатомный слой углерода, а уже затем приступили к выращиванию графена вокруг созданных углеродных нанотрубок с помощью процесса плазмохимического осаждения из газовой фазы.

«Это привело к появлению химической ковалентной связи между графеновым слоем и нанотрубками», — говорит Тур.

С практической точки зрения новый процесс производства структурно усиленного графена не наделяет материал новыми свойствами, но весьма значительно увеличивает возможность его применения в реальных условиях, поскольку его реальная эффективность чаще всего ограничивается лишь слабыми звеньями в его структуре.

«Это позволяет делать с графеном те вещи, которые изначально предполагались, но небыли возможны из-за вероятных дефектов», — говорит Тур.

В предыдущих тестах ученые из Университета Райса установили, что показатель естественной изломостойкости обычного графена составляет 4 мегапаскаля. Проверка арматурного графена в среднем показала изломостойкость на уровне 10,7 мегапаскаля. Как уже отмечалось выше, разница становится еще более очевидной при использовании созданных на базе графена трехмерных структур.

Далее ученые хотят подумать над тем, как масштабировать производственный процесс, сделав свое открытие реально практичным и применимым в реальных условиях.

«Мы хотим добиться масштабируемости производства, чтобы такой усиленный графен можно было создавать в больших объемах. Это реально изменило бы многие вещи. Именно к этому мы стремимся», — добавил Тур.


Источник: Ученые нашли способ структурно усилить графен в два раза
Опубликовал:
Теги: Наука технологии Графен Нанотехнологии Углеродные нанотрубки атом Журнал Зрение интеграция

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Ученые опровергли самый популярный миф о коронавирусе
Ученые опровергли самый популярный миф о коронавирусе
104
Женский развлекательный и поучительный сайт. 17:06 25 мар 2020
Ученые РАН обнаружили продукт, блокирующий распространение COVID-19
Ученые РАН обнаружили продукт, блокирующий распространение COVID-19
57
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 06:52 10 ноя 2021
Супруги нашли удивительный способ преобразить душевую кабину! Шикарно, и точка.
Супруги нашли удивительный способ преобразить душевую кабину! Шикарно, и точка.
8
Сад огород дача и все самое интересное 07:37 06 май 2018
Ученые рассказали, какой напиток наносит непоправимый вред печени
Ученые рассказали, какой напиток наносит непоправимый вред печени
5
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 11:04 10 дек 2021
Ученые рассказали, как выглядит идеальное женское тело. Большинство женщин ошибалось
Ученые рассказали, как выглядит идеальное женское тело. Большинство женщин ошибалось
41
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 09:01 26 окт 2020
Нехитрый способ, как удалить с пластикового подоконника загрязнения и желтизну
Нехитрый способ, как удалить с пластикового подоконника загрязнения и желтизну
21
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 12:00 10 апр 2021
Теперь мои ковры как новые. Легкий способ, который без усилий удалит все загрязнения любой сложности
Теперь мои ковры как новые. Легкий способ, который без усилий удалит все загрязнения любой сложности
22
Страничка добра и сплошного жизненного позитива! 11:01 02 фев 2021
Раньше ночью спали два раза
Раньше ночью спали два раза
12
Женский каприз 07:34 26 авг 2021
Ученые составили портрет идеальной женской фигуры
Ученые составили портрет идеальной женской фигуры
46
Интересный мир 10:25 13 апр 2017
Неожиданный способ повысить самооценку ребенка
Неожиданный способ повысить самооценку ребенка
8
Женский развлекательный и поучительный сайт. 21:14 28 сен 2021
Ученые рассказали, как должно выглядеть идеальное женское тело
Ученые рассказали, как должно выглядеть идеальное женское тело
12
Интересный мир 14:11 06 окт 2018
Легкий способ заполучить любого мужчину
Легкий способ заполучить любого мужчину
39
Живи правильно 11:00 07 ноя 2016

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства