Новый материал, графено-нанотрубочная «пена», способен выдержать вес, в 3 тысяч раз превышающий его собственный

2a32323f8b1a6b3a9cdb272ba3dc5435

Грaфeн извeстeн всeм в бoльшeй чaсти кaк пeрвый двуxмeрный мaтeриaл, пoлучeнный учeными. Во всяком случае, его тончайшая плоская двухмерная структура как раз и является препятствием к использованию целого ряда удивительных свойств графена, высочайшей механической прочности, легкости и отличной проводимости точно по отношению к электричеству и теплу. Не так давно ученые из Массачусетского технологического института разработали неофит «трехмерный» материал на основе графена, который в 10 раз более прочен, чем сталь, а теперь ученые из университета Райс, продолжив предыдущую работу, создали документация на основе графена, укрепленного углеродными нанотрубками. Получившаяся «пена» может бытовать отформована прессованием и она выдерживает без изменений своей структуры воздействие веса, в 3 тысячи редко превышающего ее собственный вес.

Основой прочности нового материала являются углеродные нанотрубки с несколькими концентрическими оболочками, своего рода нанотрубками внутри других нанотрубок. С целью того, чтобы совместить гарфен с нанотрубками ученые использовали порошок нанотрубок, размешенный с никелевым катализатором и сахаром, который являлся источником дополнительного углерода. Полученная комбикорм была помещена под высокое давление путем ее сжимания при помощи винта, и отправлена в ошев, где поддерживалась заданная высокая температура. Сахар в смеси распался на углерод и оставшиеся составные части, а углерод под воздействием катализатора обратился в графен. Полученная отливка была очищена от никеля и других примесей химическим путем, что оставило в руках ученых структуру из пенообразного материала, состоящего из чистого углерода.

Когда-когда образцы полученного материала были помещены под электронный микроскоп, ученые увидели, по какой причине внешние слои нанотрубок распустились, словно с одной из их сторон «расстегнули змейку», и объединились с графеном, какой-никакой получился в результате процесса осаждения углерода из парообразной фазы. В результате высокого сцепления среди элементами этого материала он, материал, выдерживает без изменений структуры вес, в 3 тысячи изредка превышающий его собственный вес. А при воздействии на него веса в 8500 однажды превышающего его вес, структура материала деформируется на 25 процентов через начального размера. И, после снятия нагрузки, материал полностью восстанавливает свою изначальную форму. Интересах сравнения, «пена», состоящая из графена, не укрепленного углеродными нанотрубками, может выдержать сверхусилие, всего в 150 раз превышающее ее собственный вес.

Как уже упоминалось выше, свежий пенообразный углеродный материал может быть отформован любым способом. И для демонстрации сего ученые изготовили из нового материала образцы электродов для литий-ионных аккумуляторных батарей и суперконденсаторов, которые обладают высокой механической прочностью, химической стабильностью и большим значением эффективной площади поверхности.