Seit Jahren wissen Forscher, dass Kohlenstoff, wenn er auf eine bestimmte Weise angeordnet ist, sehr stark sein kann.
Groß-und Kleinschreibung: Graphen. Graphen, das bisher das stärkste Material war, das dem Menschen bekannt war, besteht aus einer extrem dünnen Schicht von Kohlenstoffatomen, die in zwei Dimensionen angeordnet sind.
Aber es gibt einen Nachteil: während bemerkenswert für seine Dünnheit und einzigartige elektrische Eigenschaften, es ist sehr schwierig, nützliche, dreidimensionale Materialien aus Graphen zu erstellen.,
Im Januar letzten Jahres entdeckte ein Team von MIT-Forschern, dass kleine Flocken von Graphen nehmen und sie nach einer netzartigen Struktur verschmelzen nicht nur die Festigkeit des Materials behält, aber das Graphen bleibt auch porös.
Basierend auf Experimenten, die an 3D-Druckmodellen durchgeführt wurden, haben Forscher festgestellt, dass dieses Material mit seiner ausgeprägten Geometrie tatsächlich stärker ist als Graphen – was es 10-mal stärker macht als Stahl mit nur 5 Prozent seiner Dichte.,
Die Entdeckung eines Materials, das extrem stark, aber außergewöhnlich leicht ist, wird zahlreiche Anwendungen haben.
Wie MIT berichtet:
„Die neuen Erkenntnisse zeigen, dass der entscheidende Aspekt der neuen 3D-Formen mehr mit ihrer ungewöhnlichen geometrischen Konfiguration zu tun hat als mit dem Material selbst, was darauf hindeutet, dass ähnlich starke, leichte Materialien aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt werden könnten, indem ähnliche geometrische Merkmale erzeugt werden.,“
Unten sehen Sie Simulationsergebnisse von Komprimierungs – (oben links und i) und Zug – (unten links und ii) Tests auf 3D-Graphen:
Credit: Zhao Qin
„Sie könnten entweder das reale Graphenmaterial verwenden oder die Geometrie verwenden, die wir mit anderen Materialien wie Polymeren oder Metallen entdeckt haben“, sagte Markus Buehler, Leiter des MIT ‚ s Department of Civil and Environmental Engineering (CEE) und der McAfee Professor of Engineering.
“ Sie können das Material selbst durch alles ersetzen. Die Geometrie ist der dominierende Faktor., Es ist etwas, das das Potenzial hat, auf viele Dinge zu übertragen.“
Große strukturelle projekte, wie brücken, können folgen die geometrie zu gewährleisten, dass die struktur ist stark und sound.
Die Konstruktion kann sich als einfacher erweisen, da das verwendete Material jetzt deutlich leichter ist. Aufgrund seiner porösen Natur kann es auch auf Filtrationssysteme angewendet werden.,
Diese Forschung, sagte Huajian Gao, Professor für Ingenieurwissenschaften an der Brown University, der nicht an dieser Arbeit beteiligt war, „zeigt eine vielversprechende Richtung, um die Stärke von 2D-Materialien und die Kraft des Materialarchitekturdesigns zusammenzubringen“.
Dieser Artikel wurde ursprünglich von Futurismus veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.
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