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 شانه عسل شکل گرفته و از نظر تئوری یکی از سخت ترین مواد موجود در جهان است. محققان روش جدید را « گرافن میلگرد » نام گذاشته اند. این نام در واقع از تعبیه میلگرد در بتون به منظور افزایش استحکام ایده گرفته شده است.

به گفته جیمز تور پروفسور حوزه علم مواد و مهندسی نانو از دانشگاه رایس در حالی که گرافن استحکامی 100 برابر فولاد دارد ولی گرافن در وضعیت اصلی خود به علت ضخامت کم می تواند شکننده باشد. این موضوع به این معنی است که گرافن هرگز نمی تواند به آن حد پایداری که در تئوری برایش در نظر گرفته می شود دست پیدا کند.

اما با تعبیه نانولوله های کربن در فرایند شکل گیری گرافن امکان تولید گرافن تقویت شده که تأثیر شکست ها را کاهش می دهد وجود دارد.

گرافن میلگرد از پوشش چرخشی نانوتیوب های کربنی بر بستر مس ساخته شده و پس از آن گرافن طی فرایند شیمیایی رسوب بخار در اطراف آن ایجاد شده است. به گفته تور این روش به یک پیوند کوالانسی شیمیایی بین ورقه های گرافن و نانولوله ها منتهی و در نهایت گرافن میلگرد ساخته می شود.

در آزمایش هایی که پیش از این محققان دانشگاه رایس انجام داده بودند مشخص شده بود که چقرمگی شکستگی (خاصیتی که مقاومتی که اجسامِ دارای شکاف در برابر شکست نشان می دهند را توصیف می کند) برای گرافن معادل با 4 مگاپاسکال است در حالی که این میزان برای گرافن میلگرد به طور متوسط 10.7 مگاپاسکال است. این میزان اختلاف در ساختار گرافن سه بعدی بیشتر هم می شود.

به گفته تور در قدم بعدی تیم محققان قصد دارند روی روشی برای توسعه گرافن میلگرد به منظور تولید انبوه کار کنند. اخیراً روشی برای تولید گرافن سه بعدی با استحکام 10 برابر فولاد نیز ابداع شده بود.

مطالب مرتبط

گرافن، کلید جادویی برای ساخت نمایشگرهای OLED انعطاف پذیر و مقاوم

همان طور که می دانید در حال حاضر نمایشگرهای انعطاف پذیر در موبایل ها و ساعت های هوشمند به کار می روند، اما شاید این سؤال به ذهنتان بیاید که چرا در دیگر محصولات الکترونیکی و پوشیدنی کمتر شاهد این فناوری هستیم. پاسخ به این سؤال در ساختار پنل های OLED نهفته است؛ الکترودهای شفاف مورد... ادامه مطلب

ساخت گرافین دولایه با سختی الماس که جلوی گلوله را می گیرد

پژوهشگران اخیرا در محیط آزمایشگاه موفق به ساخت ماده ای متشکل از دو لایه گرافین شده‌ اند که انعطاف پذیری ورق قلع را دارد و آنقدر محکم است که می تواند جلوی یک گلوله در حال شلیک را بگیرد. این ماده که Diamene نام دارد نخستین ماده دو بعدی در جهان است که تنها یک اتم ضخامت... ادامه مطلب

ابداع روشی نوین برای شکل دادن به گرافین و ساخت اشیاء سه بعدی با آن

گرافین ماده ای نوین برای دانشمندان و مهندسانی محسوب می شود که به دنبال ایجاد دستگاه های الکترونیکی با اشکال مختلف هستند؛ از لامپ های مقرون به صرفه (کوچک و بزرگ) گرفته تا پیل های خورشیدی، نمایشگرهای انعطاف پذیر و بسیاری دیگر، همه و همه مواردی هستند که می توان با استفاده از این ماده... ادامه مطلب

صنعت تلفن های همراه دستخوش انقلاب گرافینی

گرافین صفحه ای از اتم های کربن است که به شکل شش ضلعی های لانه زنبور در کنار یکدیگر چیده شده اند. این ماده دو بعدی است اما قطر آن از اندازه یک اتم تجاوز نمی کند و جالب است بدانید که استحکامی 200 برابری در قیاس با فولاد دارد و الکترون ها هم سه... 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

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

روزیاتو

نظرات ۰

وارد شوید

برای گفتگو با کاربران، وارد حساب کاربری خود شوید.

ورود
x