Вчені знайшли спосіб структурно посилити графен в два рази
Source:
Матеріал графен являє собою двовимірну модифікацію вуглецю товщиною в один атом з кристалічною решіткою гексагонального виду. Вчені дуже зацікавлені в цьому матеріалі, оскільки він володіє поруч властивостей, що роблять його практично універсальним і придатним в вчинено будь-якій сфері виробництва. А ще цей матеріал теоретично вважається найміцнішим речовиною у світі.
Матеріалознавців з Університету Райса в Х'юстоні (США) знайшли спосіб, як зробити графен істотно міцніше його початкового стану. Як? Завдяки включеним в його структуру вуглецевим нанотрубок. Дослідники також повідомляють, що змогли добитися в тривимірних структурах на основі графену рівня міцності до 10 разів перевищує початковий показник. Про результати проведеної роботи вчені поділилися в журналі ACS Nano.
«Ми продемонстрували можливість вирощувати графен з інтегрованими нанотрубками. Ми називаємо такий графен арматурним. Але на відміну від того ж арматурного бетону, де для зміцнення структури використовуються сталеві прути, в арматурному графені ми використовуємо вуглецеві нанотрубки», — пояснює глава дослідження Джеймс Тур, професор матеріалознавства та наноинженерии з Університету Райса.
Незважаючи на свою міцність, в 100 разів перевищує міцність сталі, пояснює професор Тур, структурні дефекти в місцях з'єднання кристалічної решітки, а також його тонкість здатні знижувати изломостойкость матеріалу. На практиці це означає, що графен не здатний досягти свого теоретичного максимуму міцності. Однак інтеграція вуглецевих нанотрубок в структуру графена в процесі його виробництва дозволяє його посилити і знизити ймовірність тріщин у його кристалічній решітці.
Саме виробництво арматурного графена виглядає наступним чином. Спочатку вчені створили нанонтрубки, обернувши навколо мідної підкладки одноатомний шар вуглецю, а вже потім приступили до вирощування графена навколо створених вуглецевих нанотрубок з допомогою процесу плазмохімічного осадження з газової фази.
«Це призвело до появи хімічної ковалентного зв'язку між графеновым шаром і нанотрубками», — говорить Тур.
З практичної точки зору новий процес виробництва структурно посиленого графена не наділяє матеріал новими властивостями, але значно збільшує можливість його застосування в реальних умовах, оскільки його реальна ефективність найчастіше обмежується лише слабкими ланками в його структурі.
«Це дозволяє робити з графеном ті речі, які спочатку передбачалися, але були можливі за ймовірних дефектів», — говорить Тур.
У попередніх тестах вчені з Університету Райса встановили, що показник природної изломостойкости звичайного графена становить 4 мегапаскаля. Перевірка арматурного графена в середньому показала изломостойкость на рівні 10,7 мегапаскаля. Як вже зазначалося вище, різниця стає ще більш очевидною при використанні створених на базі графену тривимірних структур.
Далі вчені хочуть подумати над тим, як масштабувати виробничий процес, зробивши своє відкриття реально практичним і застосовним в реальних умовах.
«Ми хочемо домогтися масштабованості виробництва, щоб такий посилений графен можна було створювати у великих обсягах. Це реально змінило б багато речей. Саме до цього ми прагнемо», — додав Тур.
Більше:
Чи можна захиститися від ВІЛ на генному рівні
лютує Чума XX століття і в XXI столітті. СНІД вже давно визнається багатьма справжньою проблемою людства, яку треба якось вирішувати. Люди будують теорії, звідки він узявся і чому треба чи не треба переживати за його приводу, але одне ясно точно. З н...
Що не так з тестами на коронавірус?
Сьогодні багато демонізують Гейтса, звинувачуючи його в навмисному чипировании населення (от тільки як?) і заодно всіх смертних гріхах. Розповідаємо, чому американський мільярдер насправді молодець і зовсім не рептилоид Яким би тривожним це не здавал...
15 кращих цитат Альберта Ейнштейна про науку і життя
Альберт Ейнштейн був синонімом слова «Геній». Саме так, з великої літери. Не дарма кажуть, що талановита людина талановита у всьому. Геніальність теж можна назвати талантом, так як це унікальна особливість людини бути розумним, розважливим ...
Новини
Швидкість розширення Всесвіту під великим питанням. Чому фізики не справляються?
наступного разу, коли ви будете їсти кексик з ягодами, подумайте про те, що сталося з чорницею в тесті по мірі випікання солодощі. Чорниця лежала в одному місці, але по мірі розширення булочки ягоди почали віддалятися один від одн...
LEGO почала робити блоки з рослин
Датський виробник іграшок LEGO, як і інші успішні компанії, сьогодні піклується про охорону навколишнього середовища. В рамках цієї ініціативи компанія планує до 2030 року виробляти більшу частину своїх продуктів і упаковки з вико...
CRISPR допоміг створити новий вид з однієї гігантської хромосомою
щонайменше останні 10 мільйонів років кожна дріжджова клітка, використовувана для виробництва пива або хліба, мала 16 хромосом. Але сьогодні, завдяки технології CRISPR і майстрам за ДНК з Китаю, у нас з'явилися живі дріжджі…...
Фізики перетворили мікрохвильову піч у генератор плазми
Ще зі школи відомо, що речовина має 3 основних агрегатних стани – тверде, рідке і газоподібне. Але мало хто пам'ятає про те, що існують і деякі інші. Наприклад, стан плазми. Отримати її не так то просто, проте група фізиків-любите...
Найдавнішої форми життя на Землі більше, ніж зірок у Всесвіті
В атмосфері Землі циркулює разюча кількість вірусів — і випадає з неї, до такого висновку прийшли вчені з Канади, Іспанії та США. Бактерії і віруси потрапляють в атмосферу разом з невеликими частками з грунту і морського пара. Впе...
Російські вчені стверджують, що воскресили 40000-літніх черв'яків, похованих під льоду
Група російських вчених ідеально вписалася у фільм Джона Карпентера. Вони стверджують, що виявили давніх черв'яків-нематод, похованих у сибірській тундрі, які змогли відтворюватися, провівши 32 000 років у вічній мерзлоті. Якщо це...
Теорія множинних всесвітів. Де закінчується наука і починається вигадка?
Всесвіт там, де була завжди і буде завжди. Принаймні, так нам сказали і так випливає з самого слова «Всесвіт». Але якою б не була справжня природа Всесвіту, наша здатність збирати про неї інформацію фундаментально обмежена. З моме...
Вчені створили водорозчинний пластик
Проблема забруднення планети пластиковими відходами та їх похідними гостро стоїть вже не перший рік і безліч вчених зі всього світу намагаються вирішити її. Однак, цілком можливо, що група чилійських учених знайшла рішення, створи...
Океани стали найбільш кислими за 14 мільйонів років
Дослідження, проведене вченими Кардіффського університету, показало, що при збереженні рівня викидів діоксиду вуглецю, рівень окислення океану досягне безпрецедентного рівня. Підкислення океану відбувається, коли CO2 з атмосфери п...
«Піна простору-часу» не уповільнює нейтрино: вони рухаються зі швидкістю світла
Міжгалактична гонка між світлом і химерної субатомної частки, званої нейтрино, . Вона припускає, що високоенергетичні нейтрино, які настільки легкі, що ведуть себе так, ніби не мають маси, слідують головному правилу фізики: безмас...
Ресурси Землі підійшли до межі через перенаселеність? Як би не так
У нещодавно опублікованій роботі в Nature Sustainability група вчених встановила, що Земля може підтримувати, в кращому випадку, лише 7 мільярдів осіб на рівні прожиткового мінімуму (а в цьому червні нас було вже 7,6 мільярда). До...
Між двома японськими вулканами знайшли підземну зв'язок
Вперше в історії вчені знайшли підтвердження тому, що радикальні зміни одного вулкана на півдні Японії стали прямим наслідком виверження іншого вулкана в 22 кілометрах від нього. Спостереження цих двох вулканів – Айра і Кірісіма –...
Вченим вдалося простежити шлях руху невловимою найдрібнішої частинки аж до її космічної батьківщини, яскравої галактики в 4 мільярди світлових років. Це величезні новини: таке зробили вперше в історії дослідження космосу. Вчені да...
Рік назад від Антарктиди відколовся величезний айсберг. Що з ним сталося за цей час?
Майже рік тому антарктичний льодовик Ларсена З породив айсберг A-68, одну з найбільш великих брил льоду з усіх, що знає історія. Відео, зроблене за допомогою супутникової зйомки, показує розкол, поділ і наступне подорож айсберга з...
Найбільші загадки: що таке простір-час?
Люди завжди беруть простір як само собою зрозуміле. Зрештою, це просто порожнеча — ємність для всього іншого. Час цокає безперервно. Але фізики такі люди, їм завжди потрібно щось ускладнити. Регулярно намагаючись поєднувати свої т...
Найбільші загадки: що таке свідомість?
Що таке свідомість? Так, власне, все. Це мелодія, що застрягла в голові, солодкість шоколадки, пульсуючий біль від зубного болю, дика любов, знання того, що всі почуття коли-небудь гаснуть. Походження і природа цих переживань, іно...
«Голе» викопна істота віком у півмільярда років змусило вчених задуматися
Вчені виявили викопні останки незвично великого «голого» морського створіння, що мешкало у світовому океані півмільярда років тому. Це створення належить до загадковою і незрозумілою групі тварин, відомих під латинською назвою Cha...
Вчені розробили спосіб видобутку урану з морської води
Вчені здійснили науковий прорив, здатний відкрити двері до нового способу видобутку і джерела ядерного палива – Світового океану, в якому міститься накопичилася за довгий час хімічна речовина. Перевірка спеціального створеного вол...
Голос Стівена Хокінга відправили в космос
Повідомлення від англійського гіганта астрофізики Стівена Хокінга відправили до найближчої чорної діри під час урочистих похоронів у Вестмінстерському абатстві, які пройшли в п'ятницю, 15 червня. Спеціально написана композиція з й...
ЦЕРН починає серйозне оновлення, щоб отримувати більше даних із зіткнень атомів
Найбільший у світі прискорювач частинок запускає велике оновлення, яке дозволить йому отримувати в 10 разів більше даних і допоможе в розкритті секретів фізики. Європейська організація ядерних досліджень, вона ж ЦЕРН, почала робот...
Примітка (0)
Ця стаття не має коментарів, будьте першим!