麻省理工学院团队3d打印石墨烯海绵

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麻省理工学院的研究人员已经3d打印出类似海绵或珊瑚的石墨烯结构,其强度是钢的十倍,但密度要低得多。

该团队首先使用热和压力的结合来压缩小片石墨烯。这产生了一种坚固、稳定的结构,其形式类似于一些珊瑚和硅藻这种微小生物。与它们的体积相比,这些形状具有巨大的表面积,并且也被证明非常坚固。

麻省理工学院土木与环境工程系(CEE)的研究科学家赵勤说:“一旦我们创造了这些3D结构,我们想看看极限是什么——我们能生产的最坚固的材料是什么。”

为了探索结构的能力,研究人员创建了各种3D模型,并对它们进行了一系列测试。在模拟拉伸加载机的计算模拟中,其中一个样品的密度是钢的5%,但强度是钢的10倍。然后在实验室中进行3d打印,物理样品与模拟的性能相匹配。这种材料可以用于任何需要低重量和极高强度的应用。

“你既可以使用真正的石墨烯材料,也可以使用我们在聚合物或金属等其他材料上发现的几何形状,”麻省理工学院中东欧系主任马库斯·比勒(Markus Buehler)说。

“你可以用任何东西替换材料本身。几何形状是主要因素。它有可能转移到许多事情上。”

根据该团队的说法,几何形状也可以应用于大型结构材料,例如桥梁和建筑物的混凝土。这种方法还有一个额外的好处,即由于结构内部有大量的封闭空间,可以提供良好的绝缘。

研究结果发表在科学的进步