המבנה החדש של גרפן הוא כמו ספוג

על פי "אינדיפנדנט" הבריטי דיווח על 8, ארצות הברית מסצ 'וסטס המכון הטכנולוגי (MIT) מדענים על ידי לחיצה ומסה גיליון גראפן, כדי ליצור את אחד החומר הקל ביותר ואת מוצק ביותר - מבנה גראפי תלת ממדי נקבובי, שלה הצורה דומה ספוג, צפיפות הוא רק 5% של ברזל, אבל את כוחו של ברזל יותר מ 10 פעמים.

גרפן נחשב החומר החזק ביותר בצורת דו מימדי, אבל זה היה קשה לחוקרים להמיר את הכוח החזק של הטופס הדו מימדי שלה לתוך חומרים שימושיים תלת מימדיים. במחקר האחרון, צוות המחקר לחצה את חתיכות קטנות של גרפן יחד על ידי החלת חום ולחץ ליצור מבנה מורכב ויציב דומה אלמוגים אורגניזמים diatom. המבנה החדש נקרא "ספירלה עשרים וארבע טטרהדרון", שטח הפנים שלו הוא גדול מאוד ביחס לנפח, אבל חזק מאוד.

"החומר הדו-מימדי של גרפן הוא רק אחד מעובי האטום, בעל דרגה ייחודית של קשיחות ותכונות חשמליות, אך מכיוון שהוא דק מדי, הוא", אמר מרקוס בייר, מנהל צוות המחקר ומנהל ההנדסה האזרחית של MIT הנדסה סביבתית. קשה לייצר חומרים תלת-ממדיים, אבל המחקר האחרון שלנו עשה זאת.

"הצורה הגיאומטרית של הגרפן המתרחשת באופן טבעי תחת לחץ החום והלחץ היא מורכבת מאוד ואינה יכולה להיעשות בדרך המסורתית". בניסוי, החוקרים השתמשו במדפסת 3D כדי ליצור מבנה שהרחיב אלפי פעמים, ובדק את התוצאות שהושגו.

המחקר החדש, שפורסם לאחרונה בכתב העת Science Progress, מראה כי עליונות המבנה החדש נובעת ממבנה ייחודי זה ולא מהחומר עצמו. משמעות הדבר היא כי מדענים יכולים לעשות חומרים אחרים עשויים מאותה גיאומטריה להשיג את אותו כוח של חומרים אור.

החוקרים מאמינים כי הגיאומטריה זהה יכול להיות מיושם אפילו על בלוקים גדולים של חומרים מבניים. לדוגמה, המלט שעושה את הגשר יכול לעשות את הגיאומטריה נקבובי אותו להשיג את אותה רמה של כוח תוך הפחתת המשקל. בנוסף, מאז צורה זו מלא נקבוביות זעירות, הוא צפוי לשמש כדי לסנן מים או כימיקלים.