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石墨烯纸 薄如纸张 比钢强10倍

悉尼科技大学(University of Technology, Sydney)科学家报道显着成果,开发出一种复合材料,这种材料以石墨为基础,薄如纸张,比钢强10倍。

这项研究最近发表在《应用物理学杂志》(Journal of Applied Physics)上,悉尼科技大学的研究小组主管是王果修(Guoxiu Wang)教授,他们已开发出可再生的测试结果和纳米结构的样品,就是石墨烯纸(GP: Graphene paper),这种材料有可能彻底改变汽车、航空、电子和光学等产业。

石墨烯纸(GP)这种材料可以加工、再成形和改进,最初的原料状态是石墨。悉尼科技大学研究人员成功地粉碎了原料石墨,他们净化和过滤石墨,采用一些化学制剂使它再成形,并进行改进,形成纳米结构形态,然后加工成片,轻薄如纸。

这些石墨烯薄片叠包括单层六角形碳晶格(monolayer hexagonal carbon lattices),被放置在完美排列的层状结构中,这赋予它们特殊的热学、电学和机械性能。

因为使用合成法和热处理,悉尼科技大学研究小组制作的材料具有非凡的弯曲、刚度和硬度力学性能。与钢相比,制备的这种石墨烯纸轻6倍,密度低5至6倍,硬2倍,拉伸强度(tensile strength)高10倍,抗弯刚度(bending rigidity)高13倍。

首席研究员阿里?莱杂?兰奇巴托莱(Ali Reza Ranjbartoreh)说,“没有别人采用类似的生产和热测试方法,以发现和制成这种特殊机械性能的石墨烯纸。我们肯定远远领先于其他研究团体。”

“这种特殊力学性能使合成石墨烯纸成为一种很有前景的材料,适合商业和工程应用。

“它不仅更轻,更强,更硬,更灵活,胜过钢,而且是可回收和可持续制造的产品,既环保又成本低,适合使用。”

兰奇巴托莱先生表示,这一结果无疑会有极大的好处,使用这种石墨烯纸,在汽车和航空工业就可以开发更轻更坚固的汽车和飞机,使用更少的燃料,产生更少的污染,更便宜就可运行,而在生态上是可持续的。

他说,大型航空航天公司,比如波音就已经开始淘汰金属,采用碳纤维和碳基材料,而石墨烯纸具有无与伦比的机械性能,将成为下一代材料,是他们要探索的。

生产石墨烯纸是采用石墨,这也带来了显著数额的附加值,有益于采矿、材料加工和制造业,在澳大利亚就是这样。在过去的十年中,金属越来越多地被迅速替换为碳基材料。

澳大利亚矿产有巨大的石墨资源,这就使这种新材料成为一种有利的产业选择,这是一项经济、本土和世界级的技术进步,可用于大规模生产和工业应用。

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