КАКОЙ МАТЕРИАЛ НА 5% ПЛОТНЕЕ СТАЛИ, НО В 10 РАЗ ПРОЧНЕЕ?
Aвтор: SZTC
2024-10-11
Команда исследователей из Массачусетского технологического института (MIT) использовала 3D-принтер, работающий с несколькими материалами, для изучения одного из самых прочных и легких материалов. Сжимая и плавя листы графена, они создали материал, который на 5% плотнее стали и в 10 раз прочнее стали.
Сжимая листы графена под воздействием тепла и давления, исследователи получили прочную и стабильную структуру, немного напоминающую коралл. Вскоре ученые обнаружили, что именно эта необычная коралловая форма делает сжатый графен таким прочным, а не свойства самого материала. Таким образом, воспроизводя эту трехмерную форму в других более дешевых материалах, таких как пластик, ученые могут достичь прочности, подобной графену, с меньшими затратами.
Когда структура графена была сжата до предела, исследователи обнаружили, что они получили невероятно прочный материал, который был на 5% плотнее стали, но в 10 раз прочнее. Проанализировав геометрическое расположение сжатых листов графена, исследователи смогли частично воспроизвести этот прочный материал с помощью 3D-принтера.
С такими превосходными свойствами сможет ли графен заменить сталь?
Популярность графена растет
С тех пор, как в 2004 году доктор Константин отделил графен от графита с помощью ленты, тема графена стала накаляться.
В последние годы подавляющее освещение различных СМИ наконец-то выдвинуло графен на передний план темы — с ним связаны медицина, недвижимость, автомобильная, компьютерная, биологическая и другие отрасли. На какое-то время графен стал почти синонимом передовых технологий. Похоже, что если о ней не упоминают во внешней рекламе, то ее не считают высокотехнологичной отраслью. Почему графен так популярен? Действительно ли он станет четвертым по величине материалом для человечества после «угля, стали и кремния»? Пусть развитие реальности даст нам ответ.
Первый материал, состоящий из одного слоя атомов
Атомы углерода соединены друг с другом в шестиугольную сетку. Графит, используемый в карандашах, эквивалентен бесчисленным слоям графена, сложенным вместе, а углеродные нанотрубки — это графен, свернутый в трубку.
Картина
Благодаря особенностям химических связей между атомами углерода графен очень живуч: его можно сгибать на большой угол, не ломая, и выдерживать высокое давление. Поскольку существует только один слой атомов, движение электронов ограничено одной плоскостью, что придает ему новые электрические свойства. Графен прозрачен в видимом свете, но не пропускает воздух. Эти характеристики делают его пригодным в качестве защитного слоя и сырья для прозрачных электронных изделий.
Появление графена — не что иное, как маленькая энергетическая революция
Особая физическая структура графена обеспечивает ему превосходную электро- и теплопроводность, поэтому это также материал с самым низким удельным сопротивлением в мире. Таким образом, плотность энергии батарей из графена будет достигать 600 Втч/кг, тогда как у самой совершенной литиевой батареи — всего 180 Втч/кг.
Картина
Например, графеновую батарею можно заряжать 5 минут и разговаривать 24 часа.
Кроме того, вес графеновых батарей составляет одну восьмую веса традиционных литиевых батарей, а срок их службы в два раза дольше. Подумайте об узких местах развития нынешних мобильных телефонов, электромобилей и других отраслей...
В самой ожидаемой области будущего — области биоинженерии — графен может стать суперзвездой для людей.
Государственный университет Бойсе в США опубликовал статью под названием «Пена графена обеспечивает трехмерную платформу для роста мышечных трубок», в которой изучалось применение пены графена в мышечной ткани. Результаты показывают, что пена графена пригодна в качестве каркасного материала для выращивания функциональной мышечной ткани. Графен сам по себе представляет собой тонкий слой углерода, поэтому его считают двумерным плоским материалом, но пенопласт — это трехмерный графен, сделанный из графена.
В конечном итоге исследователи использовали уникальные свойства графена и пены графена для регенерации органов человека. Предыдущие исследования подтвердили, что на пенопласте графена можно выращивать кости и хрящи, но это лишь первый шаг на пути к совместимости пенографена с ростом мышц.
Эстрада, доцент Школы материаловедения и инженерии Государственного университета Бойсе, сказал: «Мы надеемся использовать эти результаты для исследования основных химических изменений в жизни и перехода к клиническим применениям». В будущем, благодаря новому материалу из пенопласта графена, он может стать переключателем для управления мышцами, подобным нервам, управляющим мышцами, и приносить пользу инвалидам, возможно, уже не будет фантазией.
Изображение
Свет – самая загадочная вещь, и никто не преклонится перед новым способом получения света.
Исследователи Массачусетского технологического института обнаружили процесс, похожий на звуковой удар, который возникает, когда самолет превышает скорость звука: электрические заряды, проходящие через графен, могут при определенных обстоятельствах превышать замедленную скорость света, создавая «вспышку» света, интенсивный, сфокусированный луч света.
Этот новый способ преобразования электрической энергии в видимое излучение является легко контролируемым, быстрым и эффективным. Исследователи говорят, что это может привести к появлению множества новых приложений.
«Графен может улавливать свет посредством того, что мы называем поверхностными плазмонами», — говорят исследователи. Плазмоны — это виртуальные частицы, которые представляют собой колебания поверхностных электронов. Эти плазмоны проходят через графен в сотни раз медленнее, чем скорость света в свободном пространстве». Это свойство также открывает возможность того, что графен будет иметь противоположный эффект: формировать свет, а не улавливать его.
Многие научные исследования показали нам удивительные свойства графена, но есть одна загвоздка.
Эти замечательные свойства требуют очень высокого качества образцов. Для получения образцов графена с лучшими электрическими и механическими свойствами необходим трудоемкий, трудоемкий и дорогостоящий метод: механическое отшелушивание - сначала наклеивание ленты на графит, а затем ручное отслаивание графена.
Некоторые эксперты полагают, что нынешнее увлечение графеном похоже на инвестиционный импульс в судостроении и фотоэлектрической энергетике в прошлом, отражая глубоко укоренившиеся спекуляции предприятий и правительств. Менеджер графенового предприятия даже сказал, что это, конечно, связано со слепотой предпринимателей, но в большей степени это импульс ВВП местных органов власти, и риск возникновения «пузыря» за ним не следует недооценивать.
Сжимая листы графена под воздействием тепла и давления, исследователи получили прочную и стабильную структуру, немного напоминающую коралл. Вскоре ученые обнаружили, что именно эта необычная коралловая форма делает сжатый графен таким прочным, а не свойства самого материала. Таким образом, воспроизводя эту трехмерную форму в других более дешевых материалах, таких как пластик, ученые могут достичь прочности, подобной графену, с меньшими затратами.
Когда структура графена была сжата до предела, исследователи обнаружили, что они получили невероятно прочный материал, который был на 5% плотнее стали, но в 10 раз прочнее. Проанализировав геометрическое расположение сжатых листов графена, исследователи смогли частично воспроизвести этот прочный материал с помощью 3D-принтера.
С такими превосходными свойствами сможет ли графен заменить сталь?
Популярность графена растет
С тех пор, как в 2004 году доктор Константин отделил графен от графита с помощью ленты, тема графена стала накаляться.
В последние годы подавляющее освещение различных СМИ наконец-то выдвинуло графен на передний план темы — с ним связаны медицина, недвижимость, автомобильная, компьютерная, биологическая и другие отрасли. На какое-то время графен стал почти синонимом передовых технологий. Похоже, что если о ней не упоминают во внешней рекламе, то ее не считают высокотехнологичной отраслью. Почему графен так популярен? Действительно ли он станет четвертым по величине материалом для человечества после «угля, стали и кремния»? Пусть развитие реальности даст нам ответ.
Первый материал, состоящий из одного слоя атомов
Атомы углерода соединены друг с другом в шестиугольную сетку. Графит, используемый в карандашах, эквивалентен бесчисленным слоям графена, сложенным вместе, а углеродные нанотрубки — это графен, свернутый в трубку.
Картина
Благодаря особенностям химических связей между атомами углерода графен очень живуч: его можно сгибать на большой угол, не ломая, и выдерживать высокое давление. Поскольку существует только один слой атомов, движение электронов ограничено одной плоскостью, что придает ему новые электрические свойства. Графен прозрачен в видимом свете, но не пропускает воздух. Эти характеристики делают его пригодным в качестве защитного слоя и сырья для прозрачных электронных изделий.
Появление графена — не что иное, как маленькая энергетическая революция
Особая физическая структура графена обеспечивает ему превосходную электро- и теплопроводность, поэтому это также материал с самым низким удельным сопротивлением в мире. Таким образом, плотность энергии батарей из графена будет достигать 600 Втч/кг, тогда как у самой совершенной литиевой батареи — всего 180 Втч/кг.
Картина
Например, графеновую батарею можно заряжать 5 минут и разговаривать 24 часа.
Кроме того, вес графеновых батарей составляет одну восьмую веса традиционных литиевых батарей, а срок их службы в два раза дольше. Подумайте об узких местах развития нынешних мобильных телефонов, электромобилей и других отраслей...
В самой ожидаемой области будущего — области биоинженерии — графен может стать суперзвездой для людей.
Государственный университет Бойсе в США опубликовал статью под названием «Пена графена обеспечивает трехмерную платформу для роста мышечных трубок», в которой изучалось применение пены графена в мышечной ткани. Результаты показывают, что пена графена пригодна в качестве каркасного материала для выращивания функциональной мышечной ткани. Графен сам по себе представляет собой тонкий слой углерода, поэтому его считают двумерным плоским материалом, но пенопласт — это трехмерный графен, сделанный из графена.
В конечном итоге исследователи использовали уникальные свойства графена и пены графена для регенерации органов человека. Предыдущие исследования подтвердили, что на пенопласте графена можно выращивать кости и хрящи, но это лишь первый шаг на пути к совместимости пенографена с ростом мышц.
Эстрада, доцент Школы материаловедения и инженерии Государственного университета Бойсе, сказал: «Мы надеемся использовать эти результаты для исследования основных химических изменений в жизни и перехода к клиническим применениям». В будущем, благодаря новому материалу из пенопласта графена, он может стать переключателем для управления мышцами, подобным нервам, управляющим мышцами, и приносить пользу инвалидам, возможно, уже не будет фантазией.
Изображение
Свет – самая загадочная вещь, и никто не преклонится перед новым способом получения света.
Исследователи Массачусетского технологического института обнаружили процесс, похожий на звуковой удар, который возникает, когда самолет превышает скорость звука: электрические заряды, проходящие через графен, могут при определенных обстоятельствах превышать замедленную скорость света, создавая «вспышку» света, интенсивный, сфокусированный луч света.
Этот новый способ преобразования электрической энергии в видимое излучение является легко контролируемым, быстрым и эффективным. Исследователи говорят, что это может привести к появлению множества новых приложений.
«Графен может улавливать свет посредством того, что мы называем поверхностными плазмонами», — говорят исследователи. Плазмоны — это виртуальные частицы, которые представляют собой колебания поверхностных электронов. Эти плазмоны проходят через графен в сотни раз медленнее, чем скорость света в свободном пространстве». Это свойство также открывает возможность того, что графен будет иметь противоположный эффект: формировать свет, а не улавливать его.
Многие научные исследования показали нам удивительные свойства графена, но есть одна загвоздка.
Эти замечательные свойства требуют очень высокого качества образцов. Для получения образцов графена с лучшими электрическими и механическими свойствами необходим трудоемкий, трудоемкий и дорогостоящий метод: механическое отшелушивание - сначала наклеивание ленты на графит, а затем ручное отслаивание графена.
Некоторые эксперты полагают, что нынешнее увлечение графеном похоже на инвестиционный импульс в судостроении и фотоэлектрической энергетике в прошлом, отражая глубоко укоренившиеся спекуляции предприятий и правительств. Менеджер графенового предприятия даже сказал, что это, конечно, связано со слепотой предпринимателей, но в большей степени это импульс ВВП местных органов власти, и риск возникновения «пузыря» за ним не следует недооценивать.
Роль различных элементов в алюминиевых сплавах
Высокопрочные алюминиевые сплавы и их применение в литейном производстве никелевых суперсплавов
Связанная статья
Быстрый отбор проб — это самый быстрый способ выиграть бизнес в сфере механической обработки и производства пластиковых форм. Клиентам нужен работающий образец в течение нескольких дней, и 3D-принтер доставляет его, но только тогда, когда вы знаете, как правильно печатать в 3D.
как печатать в 3d
Быстрый отбор проб — это самый быстрый способ выиграть бизнес в сфере механической обработки и производства пластиковых форм. Клиенты часто отправляют файл STL и ожидают рабочий образец через несколько дней.
как распечатать stl-файл
Быстрый отбор проб — это самый быстрый способ выиграть бизнес в сфере механической обработки и производства пластиковых форм. 3D-принтер быстро изготавливает образцы, а при правильном подходе один принтер может даже изготовить детали конструкции для другой машины.
как распечатать 3д принтер
