ساختار جدید گرافن مانند یک اسفنج است

بر اساس گزارش Independent بریتانیا، دانشمندان موسسه فناوری ایالات متحده ماساچوست (MIT)، با فشار دادن و ذوب کردن ورق گرافن، برای ساخت یکی از سبک ترین و جامد ترین مواد ساختاری گرافن سه بعدی، شکل شبیه به اسفنج است، تراکم تنها 5٪ از آهن است، اما قدرت آهن بیش از 10 برابر است.

گرافن محتوی محکم ترین شکل در دو بعد محسوب می شود، اما محققان برای تبدیل قدرت قوی فرم دو بعدی به مواد سه بعدی مفید، دشوار است. در آخرین تحقیق، تیم تحقیقاتی با استفاده از گرما و فشار برای ایجاد یک ساختار پیچیده و پایدار مشابه با ارگان های مرجانی و دیاتوم، قطعه های کوچک گرافن را با هم فشار داد. ساختار جدید به نام "مارپیچ بیست و چهار تتراهاد" نامیده می شود، سطح آن نسبت به حجم بسیار زیاد است، اما بسیار قوی است.

"ماده دو بعدی گرافن تنها یک اتم ضخیم است، دارای درجه منحصر به فرد از خواص الکتریکی و ناهموار است، اما به دلیل آن بسیار باریک است،" مارکوس بییر، مدیر تیم تحقیقاتی و مدیر MIT مهندسی عمران و مهندسی محیط زیست. سخت است که مواد سه بعدی را بسازیم، اما آخرین تحقیقات ما این کار را انجام داده است.

"شکل هندسی گرافن به طور طبیعی تحت عمل گرما و فشار بسیار پیچیده است و نمی تواند به روش سنتی ساخته شود." در این آزمایش، محققان از یک چاپگر سهبعدی برای ایجاد یک ساختار استفاده کردند که هزاران بار آن را گسترش دادند و نتایج به دست آمده را آزمایش کردند.

این مطالعه جدید که اخیرا در مجله Science Progress منتشر شده است نشان می دهد که برتر بودن ساختار جدید به دلیل این ساختار منحصر به فرد است نه این که خود ماده باشد. این به این معنی است که دانشمندان می توانند مواد دیگر ساخته شده از همان هندسه برای به دست آوردن همان قدرت از مواد سبک.

محققان معتقدند که همان هندسه حتی می تواند به بلوک های بزرگتر از مواد ساختاری نیز اعمال شود. به عنوان مثال، سیمان که باعث می شود پل می تواند یک هندسه متخلخل همان و رسیدن به همان سطح از قدرت در حالی که کاهش وزن است. علاوه بر این، از آنجا که این شکل با خلل های کوچک پر شده است، انتظار می رود که برای فیلتر کردن آب یا مواد شیمیایی استفاده شود.