Skillbox


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.

 graphene "height =" 1003 "width =" 1496 "style =" width: 500px; height: 335px "class =" media-element file-default "src = https://www.designnews.com/sites/default/files/graphene2.jpg "/> </td>
</tr>
<tr>
<td> <em> Исследователи из Технологического колледжа Вирджинии и Лоуренс Ливерморская национальная лаборатория разработали новый процесс для 3D-печати графена, одного из самых сильных материалов, когда-либо тестируемых, с более высоким разрешением, на порядок больше, чем раньше. (Источник изображения: Virginia Tech) </em> </td>
</tr>
</tbody>
</table>
<div class='code-block code-block-2 ai-viewport-1 ai-viewport-2' style='margin: 8px 0; clear: both;'>
<!-- Yandex.RTB R-A-268541-2 -->
<div id=

«Графен обладает такими невероятными свойствами, будучи одним из самых жестких и прочных материалов, когда-либо измеренных. Но эти великие свойства уменьшаются, когда мы пытаемся построить из них структуры из-за недостатков и ограничений в наших методах », — объяснил Хенслидж Design News . «Наши методы печати позволяют нам создавать структуры, которые облегчают часть этой деградации и приближаются к свойствам идеального графенового листа».

Раньше исследователи могли печатать графен — единственный слой атомов углерода, организованный в гексагональной решетке — в двумерных листах или базовых структурах. Как правило, они делали это с использованием процесса экструзии, который похож на сжимая зубную пасту. Тем не менее, этот метод был ограничен тем, что он мог создавать только простые объекты, которые сложены сверху, говорят исследователи.

Сложные фигуры

С новой техникой «мы можем достичь размеров объектов в порядке величины (в 10 раз) меньше, чем в предыдущих методах, делая более сложные формы», — сказал Хенсли.

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:

  • Шотландские исследователи обнаружили дешевый способ получения высококачественного графена

  • Проводимость Graphene для повышения энергии солнечной энергии

«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.

 Тихоокеанский дизайн и производство "src =" https://www.designnews.com/sites/default/files/D%26M%20Pacific%20logo_0_1.png "стиль = "border: 0px; width: 200px; height: 87px; float: left; margin: 5px" /> СОХРАНИТЬ ДАТА ДЛЯ ТИХООКЕАНСКОГО КОНСТРУКЦИИ И ПРОИЗВОДСТВА 2019! <br /> Pacific Design & Manufacturing, конференция в Северной Америке, которая связывает вас с тысячи профессионалов по передовому спектру дизайна и производства будут возвращены в конференц-центр Анахайма 5-7 февраля 2019 года. Не упустите свой шанс связаться и поделиться своим опытом с отраслевыми коллегами во время этого мероприятия can't-miss. Нажмите здесь, чтобы предварительно зарегистрироваться на мероприятие сегодня! </td>
</tr>
</tbody>
</table>
</pre>

<span class=
Go to Top

Поделитесь статьей!

close-link
WordPress: 20.32MB | MySQL:112 | 2,635sec
WordPress: 20.32MB | MySQL:112 | 2,635sec