دیجیاتو خبرنگار استخدام می‌کند

تولید گرافن سه بعدی با استحکام 10 برابر فولاد

محققانی از موسسه فناوری ماساچوست (MIT) نوعی گرافن سه بعدی با ظاهری شبیه به اسفنج تولید کرده اند که تنها یک بیستم فولاد چگالی دارد اما 10 برابر مستحکم تر است.

گرافن استحکام بالایی دارد و از خصوصیات منحصر به فرد الکتریکی، دمایی، نوری و شیمیایی بهره می برد. این ماده همواره برای دانشمندان جذاب بوده اما در شکل معمول به صورت ورقه های تخت دو بعدی است که به اندازه یک اتم قطر دارند و از نظر تئوری می توانند در طول یا عرض کشیده شوند.

اما برای اینکه گرافن به ماده ای کاربردی برای مهندسان بدل شود، باید بعد سومی به آن اضافه شود. تا پیش از این تلاش ها به تولید گرافن هایی ضعیف تر از پیشبینی ها منتهی شده بودند. اکنون محققان بر این مشکل غلبه کرده اند.

گرافن سه بعدی

شبیه سازی تنش و فشردگی اعمال شده بر گرافن سه بعدی

برای حل این مسئله محققان بیش از آنکه بر خود ماده تمرکز کنند، بر پیکربندی هندسی آن متمرکز شده اند. به این منظور رفتار گرافن در ابعاد اتمی را تحلیل و سپس مدل ریاضی را ایجاد کردند. در نهایت مدل کامپیوتری تولید شد که می توانست میزان کشش و فشرده شدن را آزمایش کند.

پژوهشگران در ادامه پوسته های نازکی از گرافن را تحت فشار و دمای بالا قرار دادند و موفق شدند ساختار پایدار و متخلخلی را ایجاد کنند که شبیه به مرجان است و نسبت سطح به حجم بسیار بالایی دارد. به گفته محققان این شکل گرافن می تواند میزان بار قابل توجهی را تحمل کند.

پژوهشگران همچنین دریافته اند برخی از طراحی های گرافن که بر فرضیه های پیشین استوار بوده اند نمی توانند عملی شوند. از جمله می توان به ساختار گرافن سه بعدی اشاره کرد که از هوا سبک تر است و می تواند مشابه با بادکنک های هلیومی در هوا معلق شود. مدل سازی ها نشان داده اند که چنین نمونه هایی در فشار معمول جو از هم می پاشند.

به گفته دانشمندان این ساختار گرافن سه بعدی می تواند کاربردهای متنوعی از پلیمرها تا سیمان داشته باشد. ساختار جدید علاوه بر سبک کردن و مستحکم کردن ساختارها می تواند خصوصیات عایق بندی بهتر را به ارمغان آورد. در نهایت می توان از گرافن سه بعدی با ساختار متخلخل در فیلترهای تصفیه آب و نیز در کارخانه های مرتبط با مواد شیمیایی بهره برد.

برچسب ها

مطالب مرتبط

فیلترهای مبتنی بر اکسید گرافن؛ راه حلی ارزان قیمت برای تولید آب آشامیدنی از آب دریا

محققان دانشگاه منچستر موفق به توسعه فیلتر مبتنی بر اکسید گرافن شدند که می تواند آبی تمیز را در اختیار میلیون ها انسان قرار دهد.بر اساس اطلاعات منتشر شده فیلتر مورد اشاره با راندمان بالا می تواند نمک را از آب شور جدا کرده و برای این عملیات نیاز به انرژی کمتری نسبت به فرآیندهای... ادامه مطلب

کرم ابریشم با خوردن نانوذرات کربنی، الیاف فوق مقاوم تولید می کند

محققین توانستند با خوراندن گرافن (نانولوله های کربنی تک جداره) به کرم ابریشم، استحکام الیاف تولید شده توسط آنها را افزایش دهند. با این حساب، می توان ابزارهای پوشیدنی مقاومی به لطافت ابریشم تولید نمود.در مقاله منتشر شده در مجله Scientific American در این رابطه می خوانیم:برای تولید ابریشم تقویت شده با کربن، «یینگ یینگ ژانگ»... ادامه مطلب

امکان تصفیه سریع و ارزان آب با استفاده از ماده گرافن فراهم شد

همه ساله میلیون ها انسان به دلیل نوشیدن آب آلوده دچار بیماری شده و از بین می روند. حال محققین با استفاده از فیلم های بسیار نازکی از ماده گرافن موفق به توسعه روشی شده اند که می توان با کمترین هزینه آب های آلوده را به آب قابل شرب تبدیل نمود.در این روش که... ادامه مطلب

تولید پیکسل های مکانیکی از گرافین؛ تکنولوژی آینده نمایشگرها

محققین دانشگاه Delft در کشور هلند کشف کرده اند که می توان با استفاده از حباب های بسیار ریز گرافین، پنل های نمایشگر ساخت. این حباب ها با انقباض و انبساط خود تولید رنگ های مختلف می کنند. محققین این حباب ها را «پیسکل های مکانیکی» نام گذاری کرده اند.پنل های نمایشگری متشکل از حباب های... ادامه مطلب

ابداع روشی برای دو برابر کردن استحکام گرافن

دانشمندانی از دانشگاه هیوستون تگزاس روشی برای افزایش دو برابری استحکام گرافن سه بعدی از طریق نانولوله های کربن ابداع کرده اند. آنها همچنین نشان داده اند که این روش احتمالاً می تواند میزان استحکام را تا 10 برابر نیز افزایش دهد.گرافن یک لایه از گرافیت با اتم هایی با آرایش شش ضلعی و مشابه... ادامه مطلب

دانشمندان با استفاده از ترکیبات نیمه هادی دوبعدی یک ریزپردازنده ساختند

حتماً تا به امروز اخبار زیادی در مورد گرافن و نانولوله های کربنی به عنوان ترکیبات دوبعدی شنیده اید. در جدیدترین تحقیقات انجام شده، پژوهشگران دانشگاه صنعتی وین اتریش (TU Wien) نوعی ریزپردازنده ساخته اند که در آن از یک ترکیب دوبعدی دیگر یعنی «مولیبدن دی سولفید» به عنوان نیمه هادی استفاده شده است.مواد دوبعدی، ترکیباتی... ادامه مطلب

نظرات ۱

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود
x