Матеріалознавці знайшли спосіб зробити графен вдвічі міцнішим

Графен, єдиний шар графіту з атомами, розташованими у вигляді шестикутних сот, є одним з теоретично найміцніших матеріалів у відомому Всесвіті. Не задовольняючись цим, матеріалознавці з Університету Райса в Х’юстоні, штат Техас, знайшли спосіб зробити його більш ніж удвічі міцнішим – завдяки вбудованим вуглецевим нанотрубкам. У тривимірних графенових структурах вони продемонстрували, що його можна зміцнити до 10 разів.

“Ми показали, що можемо вирощувати графен за допомогою нанотрубок, – розповів Digital Trends Джеймс Тур, професор матеріалознавства та наноінженерії в Університеті Райса. Ми називаємо цю арматуру графеном, причому “арматура” – це металеві прути, які проходять через бетон для його зміцнення”.

Проблема, пояснив Тур, полягає в тому, що, хоча графен в 100 разів перевищує міцність сталі, звичайний незайманий графен також може в кінцевому підсумку розірватися в місцях дефектів через свою надзвичайну тонкість. Це означає, що графен ніколи не досягав свого теоретичного максимуму з точки зору міцності. Вбудовуючи вуглецеві нанотрубки в процесі формування графену, можна розробити армований графен, який зменшує вплив тріщин.

• Хочете RTX 4080? Nvidia може знайти спосіб полегшити її отримання
• Цей стартап стверджує, що розкрив секрет швидких процесорів
• Кремній, бережися – дослідники знайшли майбутнє напівпровідників

Арматурний графен був виготовлений шляхом спінового покриття одностінних нанотрубок на мідну підкладку, а потім вирощування графена навколо неї за допомогою процесу хімічного осадження з газової фази. “Це призводить до ковалентного хімічного зв’язку між графеновими листами і нанотрубками”, – продовжив Тур.

Новий процес посиленого графену не додає ще більше потенційних застосувань до надзвичайно універсального суперматеріалу, а скоріше робить існуючі випадки використання більш здійсненними – оскільки реальна ефективність графену може бути по-справжньому виміряна тільки його найслабшою ланкою. “Це дозволяє вам робити з графеном те, що ви, можливо, мали намір зробити раніше, але не могли”, – сказав Тур.

У попередніх випробуваннях дослідники з Університету Райса показали, що графен має власну в’язкість на розрив в 4 мегапаскаля. Для порівняння, арматурний графен має середню в’язкість 10,7 мегапаскаля. Як зазначається, ця різниця ще більш помітна в 3D-структурах на основі графену, які розробила лабораторія.

Далі, за словами Тура, команда зосереджена на способах масштабування виробничого процесу, тим самим роблячи це практичне відкриття, на відміну від того, що в першу чергу

Source: digitaltrends.com