科學家已發明了地球上最強又最輕的材料,比鋼鐵強10倍!

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它的強度比鋼鐵強10倍。

 多年來,研究人員已知道,當碳以某種方式排列時可以組成非常堅固的材料。例如石墨烯 (Graphene)。迄今為止,石墨烯是人類目前已知的最堅固的材料,它是把碳原子在二維結構上排列成極薄的片所製成的。但它有一個缺點。雖然它有著超薄的性質和獨特的電氣性能,但我們很難用石墨烯創建有用的三維材料。

現在,麻省理工學院 (MIT) 的一個研究小組發現,把小片狀的石墨烯融合成網狀的結構不僅能保留材料的強度,同時還能讓它有更多的孔洞。從三維列印模型上的實驗,研究人員可以確定,這種具有獨特幾何形狀的新材料實際上比石墨烯更堅固。

這的結構比鋼強10倍,但它只有鋼鐵5%的密度。發現一種非常堅固又特別輕的材料將會帶來許多應用(往下滑看影片)。

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麻省理工學院(MIT)報導著,「新的發現顯示,這種新的三維形狀的關鍵是在於它獨特的幾何配置相比而不是在它的材料本身。這也表示我們可以通過創建類似的幾何特徵來製造出擁有類似強度又輕的材料」。

以下您可以看到三維石墨烯的壓縮度(左上和i)與拉伸度(左下和ii)測試的模擬結果。

麻省理工學院土木與環境工程系(CEE)負責人和McAfee工程教授Markus Buehler說,「你可以使用真正的石墨烯材料,或使用我們發現的其他材料,例如聚合物或金屬」。

「你可以利用任何東西來替代材料本身,因為幾何才是主要的元素。幾何的元素使它有著可能轉移的性質」。

建造大型結構的項目,例如橋樑,也可以隨著幾何的變動來確保結構是堅固和安全的。施工可能會變得更容易,因為現在我們所使用的材料會變得明顯的更輕。至於它多孔的性質,它可以成為一種過濾系統。

布朗大學 (Brown University) 工程教授高建華說道,「這項研究顯示了二維材料的硬度以及材料結構設計的結合是頗有潛力的發現」。他沒有參與這項研究。

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來源: Science Alert