科学家发明了地球上最强和最轻的材料

强和多孔

一直以来,研究人员已经知道,当碳以某种方式排列时,可以非常坚固。石墨烯这是迄今为止人类已知的最强的材料,由在平面上排列的极薄的碳原子片制成。

但有一个缺点:虽然石墨烯的薄度和独特的电气性能和值得注意,很难用石墨烯创造有用的立体材料。

现在,麻省理工学院的一个研究小组发现,采用小片状石墨烯并且使它们遵循网状结构不仅保留了材料的强度,而且石墨烯也保持多孔。

基于在3D打印模型上进行的实验,研究人员已经确定,这种具有独特几何形状的新材料实际上比石墨烯更坚固,比钢强10倍,仅有钢密度的5%。

未来应用

这种非常坚固但特别轻的材料将具有许多应用。新的发现表明,新的3D形式的关键方面更多地与其几何配置有关,这表明类似的坚固而轻质材料可以通过从各种材料中产生类似的几何特征。

下面您可以看到3D石墨烯的压缩(左上和i)和拉伸(左下和ii)测试的模拟结果:

你既可以使用真正的石墨烯材料,或使用我们发现的聚合物或金属材料的几何形状,可以用任何东西替换材料本身。几何是主导因素,可以把潜力转移到许多事情上。

大型结构项目,如桥梁建造,可以遵循几何形状,以确保结构坚固和健全。施工可能会更容易,因为现在使用的材料会明显更轻。由于其多孔性质,它也可以应用于过滤系统。

将平面材料的强度和材料结构设计结合的能力是一个有希望的方向。

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