Itin Stiprus Grafenas Turi Achilo Kulną

{h1}

Grafeno testai rodo, kad nors anglies medžiaga yra bene stipriausia šiandien pagaminta medžiaga, ji taip pat yra trapi kaip įprasta keramika ir gali sulūžti.

Atnaujinta 12:31 val. ET.

Grafenas dažnai minimas kaip stebuklinga medžiaga - jis lengvai praleidžia elektrą ir yra šimtus kartų stipresnis už plieną. Bet dabar realaus pasaulio grafeno pavyzdžių tyrimai rodo, kad nors anglies medžiaga yra bene stipriausia šiandien pagaminta medžiaga, ji taip pat yra trapi kaip įprasta keramika.

Rezultatas? Jis gali įtrūkti.

Ryžių universiteto ir Džordžijos technologijos instituto mokslininkų komanda išbandė mažus „dvisluoksnio“ grafeno gabaliukus, du vieno atomo storio grynos anglies lakštus, ilsėdamiesi vienas ant kito, padarydami mažus įtrūkimus juose su koncentruotais jonų pluoštais. Tada jie patraukė grafeną, norėdami pamatyti, kaip greitai įtrūkimai plėtėsi, kol medžiaga nutrūko. [8 cheminiai elementai, kurių jūs niekada negirdėjote]

"Tai labai jautrus plyšio buvimui. Jei plienas turi plyšį, jis nėra toks pavojingas. Plienas turi didžiulį atsparumą plyšio prailginimui. Grafenas labiau primena lango stiklą", - sakė Ting Zhu., „Georgia Tech“ mechanikos inžinerijos docentas ir vienas iš tyrimo autorių.

Elektroninis mikroskopo vaizdas rodo išankstinį įtrūkimą pakabintame grafeno lakšte, naudojamą bendro lapo stiprumui matuoti atliekant bandymą Rice universitete.

Elektroninis mikroskopo vaizdas rodo išankstinį įtrūkimą pakabintame grafeno lakšte, naudojamą bendro lapo stiprumui matuoti atliekant bandymą Rice universitete.

Kreditas: Nanomedžiagų, nanomechanikos ir nanotechnologijų laboratorija / Ryžių universitetas

Medžiagos atsparumas įtrūkimams, vadinamas atsparumu lūžiams, matuojamas ne tik atsparumu tempimui - kaip tikėtina, kad jis sulaužys vilkdamas. Tai taip pat matuoja, kiek bausmės už tam tikrą medžiagą gali būti skiriama prieš įtrūkimą, kai ji susukama. Pavyzdžiui, metalai yra elastingi; šaukštui sulaužyti reikia daug sukimo ir lenkimo. Stiklo gabalas nesipriešina sukimuisi ir nėra ištemptas, tačiau jis greitai sugenda, jei kokia nors sukimo ar traukimo jėga bus taikoma virš tam tikro slenksčio, ir net mažas įtrūkimas jį sulaužys.

Zhu, dirbdamas su Jun Lou Rice, nustatė, kad grafenas su įtrūkimais yra 10 kartų labiau linkęs lūžti nei plienas, o atsparumas lūžiams yra aliuminio oksido ar silicio karbido pagrindu pagamintos keramikos.

Palyginti mažas atsparumas lūžiams reiškia, kad norint jį susilpninti, reikia tik nedidelio įtrūkimo grafeno gabalėlyje. Ir tokie maži įtrūkimai yra natūrali grafeno susidarymo pasekmė.

Grafenas gaminamas keliais būdais, įskaitant cheminį nusodinimą garų pavidalu, kurio metu anglies garams leidžiama atvėsti ir nusistovi ant paviršiaus, ir eksfoliacija, kurioje grafitas (iš kurio gaunamas grafenas) dedamas į tirpiklį. Grafeno lakštai gali būti dideli ankstesniu atveju, tačiau jie nėra tobuli. Gautos anglies atomų grotelės, sudarančios grafeną, turi mažų trūkumų - atomo trūksta arba jis netinkamai suderintas. Naudojant grafeną kaip laidininką ar puslaidininkį, trūkumai nebus labai pakeisti, tačiau mechaniniams tikslams, pavyzdžiui, lanksčių ekranų darymui ar kitų medžiagų konstrukcinio stiprumo didinimui, trūkumai pradeda reikštis.

Tobulas grafenas gali užtrukti apie 100 gigapaskalų (14 mln. Svarų už kvadratinį colį) jėgos, kol jis nutrūks. Tačiau netobulas grafenas, kurį pagamino tyrėjai, gali atlaikyti tik mažą dalį - apie 4 megapaskalius (580 svarų už kvadratinį colį).

Eksperimentai yra ne tik svarbūs tiriant grafeną. Kitos medžiagos, kurios gali įgyti dvimatę struktūrą, gali elgtis panašiai, ir todėl naujas tyrimas, išsamiai aprašytas šiandien (balandžio 29 d.) Žurnale „Nature Communications“, galėtų pateikti svarbių įžvalgų.

„Šis modeliavimas galėtų būti taikomas tiriant daugelį kitų 2D medžiagų, pavyzdžiui, molibdeno disfulfidą ar boro nitridą“, - teigė Zhu.

Redaktoriaus pastaba: Šis straipsnis buvo atnaujintas, kad būtų ištaisyta paskutinė citata, kurioje vietoj molibdeno disfulfido buvo aliuminio sulfidas.

Stebėkite mus @wordssidekick, „Facebook“ ir „Google+“. Originalus straipsnis apie gyvą mokslą.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Tamprios „Origami Baterijos“ Gali Naudoti Protingus Drabužius
Tamprios „Origami Baterijos“ Gali Naudoti Protingus Drabužius

Neįtikėtina Technologija: Kaip Pamatyti Protą
Neįtikėtina Technologija: Kaip Pamatyti Protą

Mokslas Naujienos


Šokančios Bitės Kalbėk Kodą
Šokančios Bitės Kalbėk Kodą

Kaip Veikia Lyties Pakeitimo Chirurgija
Kaip Veikia Lyties Pakeitimo Chirurgija

Teisė Į Privatumą: Konstitucinės Teisės Ir Privatumo Įstatymai
Teisė Į Privatumą: Konstitucinės Teisės Ir Privatumo Įstatymai

Nadine Tampa Uraganu... Vėl
Nadine Tampa Uraganu... Vėl

5 Stulbinantys Faktai Apie Orchidėjas
5 Stulbinantys Faktai Apie Orchidėjas


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com