Các nhà kỹ thuật Mỹ sản xuất loại vật liệu nhẹ graphene có cấu trúc 3D dạng xốp, mạnh hơn thép gấp 10 lần.
Nguyên liệu graphene có cấu trúc 3D dạng xốp mạnh hơn thép 10 lần. Ảnh: MIT News.
Các nhà tìm hiểu tại Viện Công nghiệp Massachusetts (MIT), Mỹ, chế tạo chiến thắng một loại nguyên liệu nhẹ nhưng siêu bền bằng cách thức biến đổi lớp graphene (cấu tạo từ các nguyên tử carbon) biến thành cấu trúc 3D dạng xốp. Kết quả nghiên cứu được đăng trên tạp chí Science Advances hôm 6/1.
Ở dạng 2D, graphene là một trong những vật liệu mạnh nhất từng được thí điểm cho đến nay. Giới công nghệ đã nỗ lực rất nhiều để mua cách duy trì thuộc tính vật lý của graphene dưới dạng 3D. Hàng ngũ phân tích tại MIT cuối cùng mua thấy cơ chế để khắc phục nhân tố này.
Họ nén lớp graphene trong phòng thí nghiệm bằng cách sử dụng nhiệt độ và áp suất cao. Lớp graphene hot chảy thành cấu trúc có hình dạng lạ mắt, giống như san hô. Khi thay đổi nhiệt độ và áp suất, nguyên liệu ban đầu sẽ trở thành rộng rãi dạng khác nhau. Trong khi, một vài nguyên liệu 2D khác cũng có thể chuyển đổi sang dạng 3D theo bí quyết tương tự.
"Một trong những mẫu thể nghiệm của chúng tôi có tỷ lệ bằng 5% của thép, nhưng mạnh hơn thép gấp 10 lần", Zhao Qin, thành viên của nhóm phân tích, cho biết.
Mô hình máy tính chuẩn y các nhà kỹ thuật nghiên cứu mỗi dạng cấu trúc vật liệu và mô phỏng giận dữ của chúng đối với tác động ngoại lực. Kết quả cho thấy, đặc tính chịu nén và kéo căng của vật liệu 3D dựa vào vào hình dáng cấu trúc của nó, chẳng hề đến trong khoảng độ bền vật liệu 2D phát triển nó.
"Bạn có thể dùng các dạng cấu trúc hình học 3D của nguyên liệu graphene hoặc phổ thông nguyên liệu khác như polyme hoặc kim loại", Markus Buehler, trưởng phòng ban Kỹ thuật Không gian và Dân sự tại MIT, nói.
Đọc thêm: Máy bơm ly tâm
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét