Marsh növény sugallta az ötletet létre egy erős és rugalmas aerogél grafén • Arkagyij

Ábra. 1. A szerkezet a szár derék fehéres (T. dealbata) és létrehozott az ő képére és hasonlatosságára grafén aerogél. és - Marsh növényi derék fehéres. b és c - kép többszintű szerkezete a növény törzsétől által kapott optikai (b) és a pásztázó elektronmikroszkópos (ek) a mikroszkóp; Lamelláris fázisokat orientált párhuzamos a szár 10 mikron vastag kötéssel egymáshoz keresztirányú hidak körülbelül egy milliméter hosszúságú. d - áramkör technikák kétirányú fagyasztott (fagyasztás dvugradientnogo), a gombot a szintézisét grafén aerogél. e - sematikus ábrázolása a kapott aerogél. f - egy képet hozott pásztázó elektronmikroszkóp, akkor láthatjuk, a szerkezet a aerogél. Kép vita cikket ACS Nano

Kínai vegyészek szerzett erős és rugalmas aerogélek grafén, utánozták a szerkezet a szár a mocsári növények derék fehéres. Az új anyag ellenáll számos cikluson „kompressziós / expanziós”, megtartva annak mechanikai és elektromos tulajdonságait. Feltételezzük, hogy ez szolgál, hogy új, hatékonyabb elektronikai eszközök.

Aerogélek - egy viszonylag új osztályát anyagok c rendkívül alacsony sűrűségű, miatt porózus szerkezete: bo legtöbb aerogél által elfoglalt térfogat pórusmérete legfeljebb 100 nanométer. Azt mondhatjuk, hogy aerogél állnak 99% levegő. Úgy érzi, egy könnyű, de szilárd hab, olyasmi, mint egy hab. Ha erős terheléskor aerogél lehet semmisíteni, de általában nagyon tartós anyagból.

Ultra könnyű és tartós aerogélek grafén és származékai vezető anyagok vonzó alkalmazásra katalizátorok, elektród vagy rugalmas elektronikai alkatrészeket. Egészen a közelmúltig azonban, teljes körű alkalmazásának ilyen aerogél hiányzott egy rendkívül fontos tulajdonságok - rugalmasság. Számos kísérlet megszerezni hajlékony és rugalmas szén aerogél kombinálásával szerkezete grafén és szén nanocsövek megoldani csak egy része a probléma. A anyagának rugalmassági nőtt, de annak a ténynek köszönhető, hogy a nanocsövek ad ez rugalmasságát szerkezetébe épített az anyag szabálytalan, különböző részei az anyag volt különböző elektromos tulajdonságait.

A kutatók a Zhejiang University (Kína) által vezetett Bai Hao (Hao Bai) sikerült megoldani ezt a problémát: ők is kaphat sűrített aerogél grafén rendszeres belső szerkezetét. Az ő fejlődése biomimetikus már használták, amikor a gondolat és az alapvető elemeket kölcsönzött a természetből. Mivel a szerkezet a elve az új anyag a tudósok választotta rendezett porózus szerkezet belsejében a szár derék fehéres (Thalia dealbata).

Tartós és rugalmas szárak derék fehéres, növekvő főként mocsarakban és végig a bankok a víztestek a közép- és délkelet-Egyesült Államok, ellenáll az erős széllökések. Vizsgálata a szerkezet a növényi szárak azt mutatja, hogy kondicionált szárszilárdsággal párhuzamos orientált lemezes szerkezetű sűrű sejteket, amelyek kapcsolatban vannak egymással finomabb „hidak”. (The Chemistry of anyagok úgynevezett lamellák váltakozó és párhuzamos-orientált vékony réteg anyagból rendezett szerkezetet, amely lehet osztani, vagy szilárd anyag kisebb mértékű érdekében, azaz folyadék vagy gáz). A vastagsága ezeket a struktúrákat - 100-200 mikrométer. A szerepe a hidak kettős: alkotnak hálózati struktúra, ezek kölcsönöznek szárszilárdsággal, de mivel vékonyabb, azok sajátos rugók teszik a szár rugalmas és elasztikus.

A folyamat során a fagyasztás a jégkristályok tűnnek dolgozik, mint a sablon körül, mely azután a fagyasztott szuszpenziót. sablon szerkezetét biztosítja, hogy a fagyasztás során kialakult szerkezet, amelyben a párhuzamos orientált lemezes fragmenseit grafén oxid varrott keresztirányú hidak. A mérete és alakja jégkristályok, és így, a végső aerogél Architecture - egy mikrostruktúra, a porozitás és pórus kölcsönös orientáció - határozza meg a hűtési sebesség az egyes irányok, a koncentráció és a szuszpenzió viszkozitása, a kamera képeket, ahol a hűtést folytatjuk, és egyéb tényezők. Miután alkotó háromdimenziós porózus szerkezete grafén-oxid végezzük fagyasztva szárítás a szerkezet és annak csökkentése hidrogénnel grafén aerogél utánzó szár szerkezete T. dealbata. A kapott aerogél az összes tulajdonságait a felhasználáshoz szükséges rugalmas elektronika: szilárdsága, elaszticitása, elektromos vezetőképesség és az alacsony sűrűségű (körülbelül 7 mg per cm3).

A kapott kocka aerogél nem összeomlás, amikor a sűrített hatása alatt súlyos rakományok: ez csak zsugorodott a felére, és visszaállította az eredeti alakját, miután a terhelés megszüntetése (2. ábra). Sőt, azt találtuk, hogy még azután is több ezer ciklust a tömörítés és alakú helyreállítási aerogél megtartja elektromos vezetőképesség és legalább 85% a mechanikai szilárdság. Összehasonlításképpen, az ismert aerogélek amelynek rendezetlen porózus szerkezet általában veszít félerősségű után tíz összehúzódások.

Ábra. 2. Grafén aerogél visszanyeri eredeti alakját, miután tömörített hatása alatt egy tárgy, amelynek tömege több, mint 6000-szer tömegének az aerogél. Kép vita cikket ACS Nano

A kutatók azt sugallják, hogy a javasolt előállítási módja hajlékony grafén aerogél egy szabályos szerkezet lehet méretezni, és hogy ez a módszer úgy tűnik, hogy olcsóbb és hatékonyabb, mint más megközelítések aerogélek előállítására egy rendezett háromdimenziós szerkezetet, például - segítségével háromdimenziós nyomtatás.