美科學家制造出多孔三維石墨烯結構

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據(jù)英國《獨立報》8日報道,，美國麻省理工學院(MIT)的科學家通過按壓并熔化石墨烯薄片，制造出迄今最輕質堅固的材料之一——一種多孔的三維石墨烯結構,，其形狀類似海綿,，密度僅為鐵的5%,，但堅固程度為鐵的10倍多。
* J0 I) O( u. O3 U# a! X# X& d石墨烯在二維形式時被認為是最堅固的材料,，但研究人員一直很難將其二維形式下的堅固強度,，轉化到有用的三維材料內。在最新研究中,，研究團隊通過施加熱和壓力,，將石墨烯小薄片按壓在一起，制造出一種復雜穩(wěn)定類似珊瑚和硅藻類生物的結構,。新結構名為“螺旋二十四面體”,，其表面積相對體積來說很大，但非常堅固,。
研究團隊負責人,、MIT土木和環(huán)境工程系主任馬庫斯.比勒解釋說：“石墨烯這種二維材料僅一個原子厚，擁有獨特的堅固程度和電學屬性,，但由于太纖薄,，很難制成三維材料。不過,，我們的最新研究做到了這一點,。”
* A& _# O6 n' S1 w9 O/ x3 i" i比勒指出：“石墨烯在熱和壓力作用下自然形成的這一幾何形狀非常復雜,，用傳統(tǒng)方法不可能制造出來,。”在實驗中,，研究人員用3D打印機制造出擴大數(shù)千倍的結構,，并對其進行測試，得到了上述結果,。
這項近日發(fā)表在《科學進步》雜志上的新研究表明,，新結構的優(yōu)異性能更大程度源于這一獨特的構造而非材料本身。這意味著,，科學家可以將其他材料制成同樣的幾何形狀,，來獲得同樣強度的輕質材料。
) V2 a5 u! k, G研究人員認為,，同樣的幾何形狀甚至能應用于更大塊頭的結構材料,。比如，制造橋梁的水泥可制成同樣的多孔幾何形狀,，在降低重量的同時獲得同樣的堅固程度,。此外，由于這一形狀內充滿了細小的孔隙,，因此,，有望用于過濾水或化學物質,。
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