Ein Forschungsteam am MIT hat einen Weg gefunden, die Welt zu erschaffen. am stärksten Material Graphen noch stärker.
„Nachdem wir diese 3D-Strukturen erstellt hatten, wollten wir sehen, wo die Grenzen liegen - was das stärkste Material ist, das wir produzieren können“, sagte Zhao Qin CEE-Wissenschaftler und Co-Autor der Studie. „Eine unserer Proben hat eine Stahldichte von fünf Prozent, aber eine zehnfache Festigkeit.“
Graphen ist eine dünne Schicht aus reiner Kohlenstoff . Es besteht aus einer einzigen Schicht dicht gepackter Kohlenstoffatome, die in zwei Dimensionen angeordnet sind. Die Atome sind in einer hexagonalen Wabenkonfiguration miteinander verbunden, die Graphen seine Festigkeit verleiht. Mit seiner zweidimensionalen Form ist Graphen das stärkste Material, das entdeckt wurdeDatum. Im Vergleich ist es zehnmal stärker als Stahl mit nur 5 Prozent seiner Dichte. Bis vor kurzem konnten Forscher diese zweidimensionale Festigkeit jedoch nicht in ein dreidimensionales Wertprodukt umwandeln.
Das Team, angeführt von Markus Bühler , der Leiter der MIT-Abteilung für Bau- und Umweltingenieurwesen CEE, konnte Graphen durch Komprimieren und Verschmelzen zu einer dreidimensionalen schwammartigen Konfiguration noch weiter verstärken. Bei der Herstellung wurde eine Kombination aus Wärme und Druck verwendetProzess.
Sehen Sie sich das Video unten an, um zu sehen, wie stark das neue Material ist.
Geometrische Konfiguration
Laut MIT Bericht :
"Die neuen Erkenntnisse zeigen, dass der entscheidende Aspekt der neuen 3D-Formen mehr mit ihrer ungewöhnlichen geometrischen Konfiguration als mit dem Material selbst zu tun hat, was darauf hindeutet, dass ähnlich starke, leichte Materialien aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden könntenErstellen ähnlicher geometrischer Merkmale. "
Das dreidimensionale Graphen ähnelt bestimmten Korallen und mikroskopisch kleinen Lebewesen wie Kieselalgen. Beide haben ein massives Verhältnis von Oberfläche zu Volumen. Aufgrund ihrer porösen Struktur sind sie jedoch extrem leicht.
"Sie können das Material selbst durch alles ersetzen", sagte Markus J. Buehler, Materialwissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology MIT in einer Erklärung. "Die Geometrie ist der dominierende Faktor. Es ist etwas, das das Potenzial dazu hat."auf viele Dinge übertragen. "
zukünftige Anwendung von Graphen
Graphen weist ein ungebundenes Potenzial für zukünftige Anwendungen auf. Es kann die Kapazität und Ladezeit von Batterien durch Erstellen erhöhen. Superkondensatoren zum ultraschnellen Laden . Es erhöht auch die Lebensdauer von Batterien, die letztendlich Batterien erzeugen, die für immer halten. Dies ist möglich, da Graphen dies kann speichern große Energiemengen ohne Verringerung der Speicherkapazität zwischen den Ladungen; was bei Silikon der Fall ist. Dies macht Elektrofahrzeuge letztendlich zu einer begehrteren Transportlösung und ermöglicht das Aufladen von Elektronen in Sekunden.
Darüber hinaus kann Graphen zur Verbesserung der Entsalzungsprozess das gelöste Salze und andere Mineralien von Wasser trennt. Dieser Prozess kann mit einem Filtrationsmaterial aus einer dünnen Graphenschicht namens durchgeführt werden. Perforene .
[Ausgewählte Bildquelle : Massachusetts Institute of Technology MIT ]
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Geschrieben von Terry Berman