Īpaši Stipram Grafēnam Ir Ahileja Papēdis

{h1}

Grafēna testi rāda, ka, kaut arī oglekļa materiāls, iespējams, ir spēcīgākais mūsdienās ražotais materiāls, tas ir arī tik trausls kā parastais keramikas izstrādājums un var saplīst.

Atjaunināts plkst. 12:31. ET.

Grafēns bieži tiek nosaukts kā brīnumains materiāls - tas viegli vada elektrību un ir simtiem reižu spēcīgāks par tēraudu. Bet tagad grafēna reālās pasaules paraugu testi rāda, ka, kaut arī oglekļa materiāls, iespējams, ir spēcīgākais šodien ražotais materiāls, tas ir tikpat trausls kā parastais keramikas materiāls.

Rezultāts? Tas var kreka.

Rīza universitātes un Džordžijas Tehnoloģiju institūta zinātnieku komanda pārbaudīja mazus "divslāņu" grafēna gabaliņus, divas viena atoma biezas tīra oglekļa loksnes, kas balstījās viena otrai virsū, veicot sīkas plaisas tajās ar koncentrētu jonu stariem. Pēc tam viņi izvilka grafēnu, lai redzētu, cik ātri plaisas paplašinājās, līdz materiāls saplīst. [8 ķīmiski elementi, kurus jūs nekad neesat dzirdējis]

"Tas ir ļoti jutīgs pret [plaisas] klātbūtni. Tērauda gadījumā, ja jums ir plaisa, tur tas nav tik bīstams. Tēraudam ir milzīga pretestība plaisas paplašināšanai. Grafēns ir vairāk kā loga stikls," sacīja Ting Zhu, Georgia Tech mašīnbūves asociētais profesors un viens no pētījuma autoriem.

Elektronu mikroskopa attēls parāda iepriekšēju plaisu suspendētā grafēna loksnē, ko izmanto, lai izmērītu loksnes kopējo stiprību testā Rīza universitātē.

Elektronu mikroskopa attēls parāda iepriekšēju plaisu suspendētā grafēna loksnē, ko izmanto, lai izmērītu loksnes kopējo stiprību testā Rīza universitātē.

Kredīts: Nanomateriālu, nanomehānikas un nanoierīču laboratorija / Rīsu universitāte

Materiāla izturība pret plaisām, ko sauc par izturību pret lūzumiem, nav tikai stiepes izturība - cik liela ir iespējamība, ka tas saplīsīs, kad tiks vilkts. Tas arī mēra, cik lielu sodu dotā viela var veikt pirms plaisāšanas, kad tiek savīti. Piemēram, metāli ir kaļami; lai sabojātu karoti, ir nepieciešams daudz pagriezt un saliekt. Stikla gabals ir izturīgs pret sagriešanos un neizstiepjas, taču tas ātri saplīst, ja jebkāds sagriešanās vai vilkšanas spēks tiek pielietots virs noteikta sliekšņa, un pat niecīga plaisa liks to sagraut.

Džū, sadarbojoties ar Runu Rune, atklāja, ka grafēns ar plaisām ir 10 reizes vairāk pakļauts plīsumiem nekā tērauds, un ir izturīgāks pret lūzumu alumīnija oksīda vai uz silīcija karbīdu balstītas keramikas.

Relatīvi zemā izturība pret lūzumu nozīmē, ka, lai to vājinātu, grafēna gabalā ir nepieciešama tikai neliela plaisa. Un šādas mazas plaisas ir dabiskas grafēna izgatavošanas sekas.

Grafēnu veido vairākos veidos, to skaitā ķīmiskā tvaika nogulsnēšanās, kurā oglekļa tvaikiem ļauj atdzist un nosēdināties uz virsmas, un lobīšanās, kurā grafītu (no kura tiek iegūts grafēns) ieliek šķīdinātājā. Grafēna loksnes iepriekšējā gadījumā var būt lielas, taču tās nav perfektas. Iegūtajā oglekļa atomu režģī, kas veido grafēnu, ir mazi defekti - atoma trūkst vai ir nepareizi izlīdzināts šeit un tur. Defektiem nebūs lielas atšķirības, lietojot grafēnu kā vadītāju vai pusvadītāju, bet mehāniskiem lietojumiem, piemēram, elastīgu displeju izgatavošanai vai citu materiālu konstrukcijas stiprības palielināšanai, nepilnībām ir nozīme.

Perfektam grafēnam var būt nepieciešams apmēram 100 gigapaskalu (14 miljoni mārciņu uz kvadrātcollu) spēka, pirms tas sabojājas. Bet nepilnīgais grafēns, ko izstrādājuši pētnieki, var izturēt tikai niecīgu tā daļu - apmēram 4 megapaskālus (580 mārciņas uz kvadrātcollu).

Eksperimenti nav tikai svarīgi grafēna izpētei. Citi materiāli, kuriem var būt divdimensiju struktūra, varētu izturēties līdzīgi, un tāpēc jaunais pētījums, kas šodien (29. aprīlī) ir aprakstīts žurnālā Nature Communications, varētu piedāvāt svarīgu atziņu.

"Šāda veida modelēšanu varētu izmantot, lai izpētītu daudzus citus 2D materiālus, piemēram, molibdēna disfulfīdu vai bora nitrīdu," sacīja Žu.

Redaktora piezīme: Šis raksts tika atjaunināts, lai labotu pēdējo citātu, kurā molibdēna disfulfīda vietā bija alumīnija sulfīds.

Sekojiet mums @wordssidekick, Facebook un Google+. Oriģināls raksts par WordsSideKick.com.


Video Papildinājums: .




LV.WordsSideKick.com
Visas Tiesības Aizsargātas!
Pavairošana Materiālu Atļauts Tikai Prostanovkoy Aktīvu Saiti Uz Vietni LV.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LV.WordsSideKick.com