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【转载】科学家已发明了地球上最强又最轻的材料,比钢铁强10倍  

2017-01-17 16:52:43|  分类: 科技信息 |  标签: |举报 |字号 订阅

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科技谷 2017-01-15 16:01

科学家已发明了地球上最强又最轻的材料,比钢铁强10倍


它的强度比钢铁强10倍。

多年来,研究人员已知道,当碳以某种方式排列时可以组成非常坚固的材料。例如石墨烯(Graphene)。迄今为止,石墨烯是人类目前已知的最坚固的材料,它是把碳原子在二维结构上排列成极薄的片所制成的。但它有一个缺点。虽然它有着超薄的性质和独特的电气性能,但我们很难用石墨烯创建有用的三维材料。

科学家已发明了地球上最强又最轻的材料,比钢铁强10倍

现在,麻省理工学院(MIT)的一个研究小组发现,把小片状的石墨烯融合成网状的结构不仅能保留材料的强度,同时还能让它有更多的孔洞。从三维列印模型上的实验,研究人员可以确定,这种具有独特几何形状的新材料实际上比石墨烯更坚固。

这的结构比钢强10倍,但它只有钢铁5%的密度。发现一种非常坚固又特别轻的材料将会带来许多应用(往下滑看影片)。

科学家已发明了地球上最强又最轻的材料,比钢铁强10倍

麻省理工学院(MIT)报导着,「新的发现显示,这种新的三维形状的关键是在于它独特的几何配置相比而不是在它的材料本身。这也表示我们可以通过创建类似的几何特征来制造出拥有类似强度又轻的材料」。

以下您可以看到三维石墨烯的压缩度(左上和i)与拉伸度(左下和ii)测试的模拟结果。

科学家已发明了地球上最强又最轻的材料,比钢铁强10倍

麻省理工学院土木与环境工程系(CEE)负责人和McAfee工程教授Markus Buehler说,「你可以使用真正的石墨烯材料,或使用我们发现的其他材料,例如聚合物或金属」。

「你可以利用任何东西来替代材料本身,因为几何才是主要的元素。几何的元素使它有着可能转移的性质」。

科学家已发明了地球上最强又最轻的材料,比钢铁强10倍

建造大型结构的项目,例如桥梁,也可以随着几何的变动来确保结构是坚固和安全的。施工可能会变得更容易,因为现在我们所使用的材料会变得明显的更轻。至于它多孔的性质,它可以成为一种过滤系统。

布朗大学(Brown University) 工程教授说道,「这项研究显示了二维材料的硬度以及材料结构设计的结合是颇有潜力的发现」。

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