グラフェンとセラミックを組み合わせて、軽量で耐久性のあるナノコンポジットを形成

ビデオ: グラフェンとセラミックを組み合わせて、軽量で耐久性のあるナノコンポジットを形成

ビデオ: ガラスコーティング剤を超えた?耐久性抜群、簡単拭くだけ車用セラミックコーティング 2022, 12月
グラフェンとセラミックを組み合わせて、軽量で耐久性のあるナノコンポジットを形成
グラフェンとセラミックを組み合わせて、軽量で耐久性のあるナノコンポジットを形成
Anonim
Image
Image

米国と中国の科学者は、多層グラフェンと酸化アルミニウムから非常に軽量な複合材料を入手しました。これらは同時に、高強度、電気伝導率、低熱伝導率を備えています。この研究は、ジャーナルAdvancedMaterialsに掲載されています。

多くの材料は、ある領域ではうまく機能しますが、他の領域では欠点があります。たとえば、工業用セラミックはその靭性で知られていますが、非常に密度が高く、もろいです。科学者たちは、望ましい特性を備えた材料を得るために、複数の材料を異なる品質のセットで一度に組み合わせる複合材料を開発しています。

研究者たちは、同じアプローチを使用し、グラフェンを使用してアルミナをベースにしたセラミックの欠点を中和することを決定しました。彼らのアイデアは、グラフェン含有物が脆性材料の機械的特性を改善し、粒径が小さくなるとセラミックの強度が大幅に向上するというデータに基づいていました。彼らは最初に、ハニカムのような構造を持つグラフェンエアロゲルを作成しました。この場合、グラフェンとは、科学者が炭素原子の単原子層ではなく、多くの層を意味することは注目に値します。次に、原子層堆積を使用して、厚さ約10ナノメートルの小さなセラミック層をグラフェン構造上に堆積させました。

Image
Image

複合構造の画像と概略図

その結果、研究者たちは、かなり珍しい特性のセットを備えた複合材料を入手しました。密度は非常に低く、セラミック層の厚さやその他のパラメータにもよりますが、1立方センチメートルあたり数十ミリグラムのオーダーです。比較のために、科学者たちは、材料が羽よりも軽いことが判明したと主張しています。また、この複合材料は高い電気伝導率と低い熱伝導率を備えているため、断熱や防火に魅力的です。研究者たちは、バーナーに材料をかざすことでこれを実証しました。

さらに、科学者は機械的特性をテストし、それが高い強度と圧縮性を持っていることがわかりました。研究者たちは、特性を改善するメカニズムをまだ完全には理解していないことを認めており、将来の作業では、これと工業生産のための技術のスケーリングの両方に取り組む予定です。

MITの研究者は最近、従来の3Dプリンターを使用して異常な特性を持つ複合材料を作成しました。科学者が貝殻の構造を彷彿とさせる構造を与えたという事実のために、複合材料は元の材料よりもはるかに耐衝撃性があることが判明しました。

グリゴリーコピエフ

トピックによって人気があります

人気の投稿