Представьте себе насколько был бы ограничен прогресс, если бы сталь, дерево или пластик могли бы существовать только в виде тонких листов. Это значительно ограничило бы возможности развития человечества. Поэтому графен обладающий невероятной прочностью и высокой электропроводностью, что делает его очень полезным в производстве полупроводников, аккумуляторов и солнечных батарей, было бы вне всякого сомнения очень полезно получать в виде трехмерных блоков. Исследователям из университета Монаш, Австралия удалось сделать это – путем копирования структуры такого материала как пробка.
Графен представляет собой двухмерную модификацию углерода образованную слоем атомов углерода толщиной в один атом. По словам руководителя исследовательской группы Дэна Ли, объемная структура собранная из таких одноатомных слоев получается очень хрупкой. А объемная структура из пробки известна своей прочностью и эластичностью. Исследователи отметили, что волокна в стенках ячеек пробки плотно уложены для максимальной прочности, а сами ячейки пробки соединены в сотовую структуру, которая позволяет материалу растягиваться и сжиматься.
Используя процесс известный как холодное литье, ученые смогли воспроизвести эти качества в объемной структуре, изготовленной из химически модифицированного графена. Мало того эти блоки имеют высокую электропроводность, они легче воздуха и могут выдержать вес превышающий их собственный в 50000 раз, а упругие свойства полученной структуры позволяют ей восстанавливать исходную форму после 80% деформации.
«Мы смогли сохранить исключительные качества графена в объемной упругой форме, которая открывает путь к новому применению графена от авиакосмической промышленности до тканевой инженерии,» сообщил Дэн Ли.
Вид на ячейку графена под микроскопом
Отчет об исследовании был опубликован на этой неделе в журнале Nature Communications.
Источник: Monash University