Този сайт използва бисквитки (cookies). Ако желаете можете да научите повече тук. Разбрах
IDG  •  PC World  •  Computerworld  •  CIO  •  CFO  •  Networkworld  •  Дискусии  •  Кариерна зона  •  Събития
COMPUTERWORLD | Технологии
10 яну
2017
 
 

MIT отпечата 3D графен, по-лек от въздуха и по-як от стомана

Научното изследване доказа, че 3D графенът може да замени хелия в балоните.

2254 прочитания, 0 коментара

Учени от Масачузетския технологичен институт са успели да използват графен, за да отпечатат 3D обекти с геометрия, която е 10 пъти по-яка от стоманата, но теглото им е нищожно малко.

Откритието, използващо този здрав материал, има потенциал да олекоти продуктите за самолети, коли, сгради и дори устройства за филтриране заради „порестия“ дизайн на отпечатаните обекти.

При своята типична двумерна плоска структура графенът е с дебелина само 1 атом, така че подобно на лист хартия може да се скъса лесно. Но освен това графенът провежда електричество много ефективно и е почти прозрачен.

Прочетете още: В MIT научиха невронна мрежа да обяснява решенията си

Досега учените се затрудняваха да ползват двумерната здравина на графена в тримерни материали.

3D графентът на MIT

Тази илюстрация показва резултати от симулация на изпитания на опън и свиване на 3D графен.

Заради изключителната си тънкост „той не е много полезен при създаване на 3D материали, които да се използват в коли, сгради или устройства. - посочва Маркус Бюлер, шеф на Факултета по гражданско и екологично инженерство в MIT. - Ние обаче осъзнахме как да пренесем тези 2D материали в триизмерни структури.“

Учените са създали нови графенови структури с помощта на собствен 3D принтер, използващ различни материали. Структурите имат „пореста“ конфигурация с плътност само 5%.

Съчетавайки топлина и налягане, учените от MIT са успели да компресират малки люспи графен, създавайки здрава стабилна структура, „чиято форма прилича на някои корали и микроскопични създания, наречени кремъчни водорасли. Новите форми имат огромна повърхностна площ спрямо заемания обем и са изключително здрави.

Учените са публикували своите резултати в сп. Science Advances. Проучването предоставя данни за критичната плътност, под която 3D графеновата смес започва да губи своите механични предимства спрямо полимерните клетъчни материали.

„След като създадохме тези 3D структури, искахме да изследваме техния лимит – какъв е най-здравият материал, който можем да произведем“, добавя проф. Жао Кин.

За да тестват якостта на отпечатания 3D графен, учените създали различни триизмерни модели, а след това ги подложили на разнообразни тестове.

За да тестват якостта на отпечатания 3D графен, учените създали различни триизмерни модели, а след това ги подложили на разнообразни тестове.

„Чрез изчислителни симулации при имитиране на условия на натоварване на опън и компресия една от мострите беше с 5% от плътността на стоманата, но якостта е 10 пъти по-голяма“, обяснява Кин.

Точно както навиването на хартия увеличава нейната якост, така и създаването на отпечатани 3D геометрии с графен повишава неговата способност да поддържа съществено натоварване.

Новите конфигурации са направени в лаборатория с помощта на 3D принтер с висока резолюция. Техните свойства на опън и свиване са тествани механично, а след това са симулирани и чрез теоретичните модели на екипа. Резултатите от отпечатаните модели и от симулираните са се припокрили.

Материалите от графен, използвани от други изследователи, могат да са по-леки от въздуха, затова някои обмислят дали при употребата им във вакуум графеновите структури могат да заменят хелия при полетите на балоните.

По-точните изчислителни модели на учените от MIT обаче показват, че употребата на графен като заместител на хелия не е подходяща, тъй като материалът няма да има достатъчна здравина и би се свил от въздушното налягане. Учените от MIT обаче са открили много други приложения на отпечатаните 3D структури, при които комбинацията то изключителна якост и малко тегло би било предимство.

Можете да ползват реален графенов материал или геометрията, която открихме, с други материали като полимери или метали, твърди Бюлер. - Можете да замените самия материал с всеки друг – геометрията е доминиращият фактор.“

Computerworld

НАЙ-НОВИ НАЙ-ЧЕТЕНИ ПРЕПОРЪЧАНИ
Фирмите представят

Слайдшоу
ИНТЕРВЮ
Тод Англин, Progress:  София има страхотна общност от софтуерни разработчициТод Англин, Progress: София има страхотна общност от софтуерни разработчици

Конференцията DevReach се завръща в София, има месец до събитието, а всички билети вече са разпродадени, коментира главният евангелист на Progress.

ПРИЛОЖЕНИЯ
АНКЕТА

Какво мислите за FireFox OS?

Информация за Вас