【儀表網(wǎng) 儀表上游】目前，美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員使用石墨烯材料設(shè)計(jì)出世界上輕、結(jié)實(shí)的材料，他們通過壓縮和熔合石墨烯片，這是一種二維碳材料，這種新材料僅具有鋼鐵5%密度，但是硬度卻是鋼鐵的10倍，它可用于輕重量、超強(qiáng)材料應(yīng)用領(lǐng)域。
使這種新材料硬度增強(qiáng)的關(guān)鍵因素是它的幾何3D結(jié)構(gòu)，而不是該材料自身，從而表明可采用其它物質(zhì)建造成為類似幾何結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)超輕和超強(qiáng)硬度的特性。這項(xiàng)新研究發(fā)表在近期出版的《科學(xué)進(jìn)展雜志》上。
據(jù)悉，美國(guó)麻省理工學(xué)院研究人員對(duì)石墨烯單個(gè)原子進(jìn)行了分析，二維石墨烯材料較為結(jié)實(shí)，并具有一定的電氣性質(zhì)。麻省理工學(xué)院民用和環(huán)境工程部主管馬庫(kù)斯-比埃勒(Markus Buehler)博士稱，但是石墨烯二維結(jié)構(gòu)非常薄，僅是單個(gè)原子的厚度，它很難用于制造汽車、房屋或者其它設(shè)施的3D材料。我們所做的就是將這種2D材料轉(zhuǎn)變成為3D結(jié)構(gòu)。
為了制造3D石墨烯材料，研究小組使用熱量和壓力壓縮了石墨烯片，這一過程產(chǎn)生較強(qiáng)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，類似于珊瑚和叫做硅藻的小型藻類。研究負(fù)責(zé)人、麻省理工學(xué)院民用和環(huán)境工程部助理研究員秦昭(音譯)說：“一旦我們建造這種3D結(jié)構(gòu)，我們希望觀察其極限特征，測(cè)試我們制造結(jié)實(shí)材料的真實(shí)屬性。”
為了測(cè)試該材料的強(qiáng)度等級(jí)，研究人員研制了不同等級(jí)的3D模型，然后提交進(jìn)行各種測(cè)試。新研制的3D石墨材料表面彎曲變形，類似于被折疊的紙張，相比之下，紙張?jiān)陂L(zhǎng)度和寬度方面并不具有更大的強(qiáng)度，很容易被揉皺。當(dāng)石墨烯折疊成某種外形時(shí)，例如：形成管狀結(jié)構(gòu)，管狀結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度的強(qiáng)度將增大，可承受更多的重量。按照類似的方法，石墨烯片的幾何排列可自然形成一種較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)。
（原標(biāo)題：科學(xué)家新研制超輕材料其強(qiáng)度是鋼鐵的十倍）
