Cercetătorii de la MIT – Massachusetts Institute of Technology au creat un nou material care este mai dur decât grafenul. Noul material este de aproximativ 10 ori mai dur decât oțelul, în condiţiile în care densitatea acestuia este doar 5% din densitatea oţelului.

Un material dur şi poros

Până în prezent grafenul a fost considerat cel mai dur material cunoscut, acesta fiind format dintr-o foaie bidimensională de atomi de carbon având grosimea unui singur atom.

Deşi proprietăţile electrice ale grafenului sunt excepţionale, acesta fiind un foarte bun conductor electric, este foarte dificil să se realizeze materiale tridimensionale din grafen.

Cu toate acestea, o echipă de cercetători de la MIT a descoperit că particulele de grafen pot forma, în anumite condiții, structuri tridimensionale poroase având o duritate remarcabilă.

Material 3D pe bază de grafen

Material 3D pe bază de grafen. Credit: Melanie Gonick/MIT

Pe baza unor experimente efectuate pe modele printate 3D, cercetătorii MIT au descoperit un nou material, având o geometrie unică, care este mai dur decât grafenul. Acesta este de aproximativ 10 ori mai dur decât oţelul, iar densitatea acestuia este doar 5% din densitatea oţelului.

Potenţialele utilizări ale noului material

Noul material, care este extrem de dur, dar foarte uşor, poate fi utilizat în numeroase aplicaţii.

„Proprietăţile fizice excepţionale ale modelelor 3D pe bază de grafen sunt o consecinţă mai degrabă a unei configuraţii geometrice neobișnuite decât a materialului însuși, ceea ce sugerează că materiale similare, dure și ușoare, ar putea fi realizate dintr-o varietate de alte materiale prin crearea unor caracteristici geometrice similare”,  susţin cercetătorii MIT.

Simularea rezultatelor testelor de rezistență pentru un nou material 3D pe bază de grafenGrafen tridimensional. Simularea rezultatelor testelor de comprimare (stânga sus și i) și de rupere (stânga jos și ii). Credit: Zhao Qin

„Structuri tridimensionale similare pot fi realizate din grafen, dar şi din polimeri sau metale, pe baza geometriei pe care am descoperit-o. Se poate înlocui materialul pe care l-am utilizat noi cu un altul adecvat, dar geometria trebuie respectată”, a declarat Markus Buehler din cadrul Department of Civil and Environmental Engineering (CEE) al MIT.

În cadrul unor proiecte structurale de mari dimensiuni, cum ar fi poduri, inginerii pot reproduce geometria descoperită de cercetătorii MIT pentru a obține structuri având o rezistență deosebită. În plus, construcția va fi mai ușoară, având în vedere că materialul utilizat va fi semnificativ mai ușor. De asemenea, datorită structurii sale poroase, noul material poate fi folosit şi în sistemele de filtrare.

„Această cercetare deschide o perspectivă promițătoare în ceea ce priveşte utilizarea materialelor bidimensionale dure în cadrul cercetărilor privind obţinerea unor noi materiale cu proprietăţi fizice excepţionale” a declarat Huajian Gao, profesor de inginerie la Brown University, care nu a fost implicat în această lucrare.

Sursă: Futurism