FoodPro Preloader

Graphene Towers Promise "Flexi-Electronics"


Den kan støtte 50 000 ganger sin egen vekt, springs tilbake til form etter å ha blitt komprimert med opptil 80% og har en tetthet mye lavere enn de fleste sammenlignbare metallbaserte materialer. En ny superelastisk, tredimensjonal form av grafen kan til og med lede elektrisitet, baner vei for fleksibel elektronikk, sier forskere.

Den kan støtte 50 000 ganger sin egen vekt, springs tilbake til form etter å ha blitt komprimert med opptil 80% og har en tetthet mye lavere enn de fleste sammenlignbare metallbaserte materialer. En ny superelastisk, tredimensjonal form av grafen kan til og med lede elektrisitet, baner vei for fleksibel elektronikk, sier forskere.

Teamet, ledet av Dan Li, en materialingeniør ved Monash University i Clayton, Australia, koaksialiserte 1-centimeter høye grafenblokker eller "monolitter" fra små flak av grafenoksid, ved bruk av iskrystaller som maler. Arbeidet er utgitt i dag i Nature Communications .

Grafen, en todimensjonal form for karbon som først ble isolert for mindre enn ti år siden, har enestående mekanisk styrke og elektrisk ledningsevne, men bruk av disse egenskapene betyr først å finne måter å skala opp fra nanostørrede flager (se 'Graphene spun inn i meter lange fibre ').

Li og hans kolleger tilpasset en industriell teknikk som kalles fryse avstøpning for å gjøre nettopp det. Dette innebærer voksende lag av en oksygenbelagt, oppløselig versjon av grafen kalt grafenoksid mellom dannelse av iskrystaller. Ved avkjøling av den vandige oppløsning av grafenoksydflak, blir et tynt lag av nanomaterialet fanget mellom de voksende krystaller som danner et kontinuerlig nettverk som beholder sin struktur når isen er tint.

Forskere har brukt denne metoden før, men det resulterende materialet hadde dårlig mekanisk styrke - en egenskap som Li tilskriver oksygenlaget som belegger hver flake, noe som svekker bindingen mellom nabolandene i nettverket.

I den siste studien viser forskere at ved delvis å fjerne oksygenbelegget før frysegjæringen, kan de forbedre bindingen mellom tilstøtende flak i nettverket, og produsere mye sterkere materialer.

Etter fryse avstøpning holdt honeycomb-lignende nettverket sin form mens isen ble fjernet. Forskerne kan deretter kjemisk omdanne grafenoksydet til grafen, styrke interlappbinding, og så selve materialet, enda lenger.

Fyll tomrommet
Li tilordner de nye grafenens egenskaper til strukturen: de enkelte grafenarkene er pent justert og danner et bestilt nettverk av sekskantede porer.

Rodney Ruoff, en forsker i grafenforsamlinger ved University of Texas i Austin, sier at materialet "er veldig interessant for ekstremt lav tetthet som forskerne oppnår, samt sin eksepsjonelle mekanikk". Han legger til at strukturen kunne brukes som stillas for fleksible batterielektroder, eller danner basis for mange komposittmaterialer. "Det ville være interessant å fylle porene med gummi materialer, for eksempel, " sier han. "Det er stor interesse for å lage gummi termisk eller elektrisk ledende uten å skade dens elastiske egenskaper."

Li sier at den superelastiske grafen har potensial for bruk i biomedisinske applikasjoner. "Biomaterialer folk er veldig interessert i denne strukturen fordi porestørrelsene matcher eksisterende vevstillasjer veldig bra, " sier han.

Denne artikkelen er reprodusert med tillatelse fra bladet Nature . Artikkelen ble først publisert 4. desember 2012.

Anbefalt


Aviation Industry ser ut til å løse et karbonproblemManglende nøytroner kan føre et hemmelig liv som mørk materieKan vi holde flyene trygge uten å drepe så mange fugler?Hva lærer forskere ved å binde fugler?Records from Ancient China Reveal Link Between Epidemics and Climate ChangeMan-Made Genetiske Instruksjoner Yield Living Cells for første gang2017 Var det tredje hotteste året på rekord for USABybeboere Kjør avskoging i 21. århundre