Инженеры из Virginia Tech и Лоуренс Ливерморская национальная лаборатория разработали новый способ печати графена 3D с разрешением намного больше, чем когда-либо прежде. Это достижение прокладывает путь для использования графена в небольших предметах и в более разнообразных формах, чем это было возможно ранее.
В течение некоторого времени исследователи искали эффективные и недорогие способы изготовления графена — материала на основе углерода, рассчитанного на его прочность, малый вес и электропроводность. Однако на сегодняшний день они не смогли разработать материал размером, достаточно большим, чтобы поддерживать некоторые из объектов, которые они пытаются построить с ним, сказал Райан Хенсли, высокомолекулярная наука и техника Ph.D. студент в Virginia Tech. Хенсли работал над исследованием в качестве ученика Xiaoyu «Rayne» Чжэн, доцент кафедры машиностроения.
| Ключом к разработке этого процесса было найти решение плохих механических свойств графена, которое команда решила, разделив графеновые листы воздушно-заполненными порами, говорят исследователи. Это называется аэрографом графена, и это позволяет трехмерной структуре графена сохранять свои свойства. ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:
«Мы начинаем с порошка оксида массового графена, который диспергируется в растворителе», — сказал Хенсли, описывая процесс, который изобрела команда. «Мы химически реагируем на листы из графенового оксида, чтобы они соединялись вместе, чтобы получить пористую пену, заполненную растворителем. Мы разрушаем эту пенопласт на более мелкие кусочки пены, все еще суспендированные в растворителе и добавляем полимер, который реагирует при попадании с определенной длиной волны света ». Команда разработала собственный 3D-принтер для изготовления графена, который, по его словам, «похож на кинопроектор». Он снимает изображение на оксиде графена / полимерной жидкости и, где бы ни попадал свет, один слой, сидящий на лифте. «Мы опускаем лифт, переодеваемся с жидкостью и повторяем процесс, строя слои друг над другом, чтобы сформировать трехмерную структуру», объяснил Хенсли. Используя этот процесс, исследователи теперь могут изготовить графен, который можно использовать для различных новых приложений, сказал Хенсли. Исследователи опубликовали статью о своей работе в журнале Материалы Горизонт . Новые проекты «Самое интересное приложение для аккумуляторных электродов, так как наши конструкции ультралегкие и высокопроводящие. Они могут эффективно захватывать электричество от батареи при уменьшении размера или веса », — сказал он. Другие приложения, для которых теперь можно рассматривать графен, — это новые конструкции для аэрокосмической промышленности, управления теплом и датчиков, говорят исследователи. Они планируют продолжить исследования, чтобы улучшить процесс, который они разработали, чтобы получить еще большую площадь поверхности и электропроводность графена, чем они в настоящее время могут достичь, сказал Хенсли. Они также изучают способы интеграции графена в приложения для батарей, как уже упоминалось ранее. Элизабет Монталбано — независимый писатель, который писал о технологии и культуре уже 20 лет. Она жила и работала профессиональным журналистом в Фениксе, Сан-Франциско и Нью-Йорке. В свободное время она любит заниматься серфингом, путешествиями, музыкой, йогой и кулинарией. В настоящее время она проживает в деревне на юго-западном побережье Португалии.
|
Загрузка...