Графеновая пена выдерживает нагрузку в 3000 раз больше собственного веса - «Технологии»

Графен в основном встречается в виде двухмерной структуры, что не позволяет использовать целый ряд его преимуществ — прочность, легкость, электро- и теплопроводность. Недавно ученые из MIT разработали 3D-версию графена, которая по прочности в 10 раз превосходит сталь. Теперь же их коллеги из Университета Райса с помощью углеродных нанотрубок сумели укрепить графеновую пену. Получившийся 3D-материал выдерживает нагрузку в 3000 раз больше собственного веса и ему можно придать практически любую форму.

Подобно тому, как обычная металлическая арматура укрепляет бетон, графеновая пена структурируется вокруг углеродных нанотрубок несколькими концентрическими слоями. Ранее ученые уже создавали трехмерную графеновую пену и использовали нанотрубки для укрепления графена в формате 2D. Теперь им удалось объединить в одно целое пену и графеновую арматуру.

Исследователи смешали нанотрубки с порошкообразным катализатором из никеля и сахара для получения углерода. Высушенные гранулы вещества были затем спрессованы в виде винтообразной оснастки. Углерод и сахар при этом превратились в графен, благодаря процессу химического осаждения. После удаления остатков никеля остался чистый углерод.

Исследования показали, что графеновая пена с арматурой из нанотрубок даже при нагрузке в 8500 раз больше своего веса деформируется всего на 25 %. Как уже было сказано, из нее можно изготавливать изделия практически любой формы. Один из первых опытов применения – электроды литий-ионных конденсаторов, которые показали высокую механическую и химическую стабильность.