MIT создал новый сверхлегкий и сверхпрочный материал

Ученые из MIT продолжают экспериментировать с графеном и сложными геометрическими формами, создавая удивительно легкие и невероятно прочные материалы, внешне напоминающие причудливые кораллы.

Команда исследователей из Массачусетского технологического института разработала один из самых прочных и легких материалов современности, путем сжатия и сплавления хлопьев графена, двухмерной формы углерода. Новое вещество обладает губчатой структурой, которая при сравнительной плотности всего в 5% прочнее стали в 10 раз.

Графен известен как один из самых прочных двухмерных материалов, однако до сего времени исследователи не знали, как перенести эти свойства на трехмерные структуры. Новые исследования показывают, что основным фактором прочности нового материала является его необычная трехмерная конфигурация, что говорит о том, что в будущем ученые смогут разработать еще более прочные материалы, используя в их структуре те же геометрические принципы.

Ученые уже давно работают в этом направлении, однако лабораторные эксперименты на практике чаще всего не соответствовали теории, и другим группам исследователей никак не удавалось получить достаточно прочные конструкции. Команда MIT провела анализ вплоть до атомарной структуры вещества, в результате чего смогла воссоздать практически идеальную модель. Двумерные материалы обладают не только высокой прочностью, но и уникальными электропроводящими свойствами, однако из-за своей тонкости не могут быть использованы при, к примеру, строительстве зданий или создании больших электрических аппаратов. Однако физики смогли сжать небольшие хлопья графена с помощью большого давления и нагревания. В результате получилась стабильная, очень прочная структура, внешне напоминающая кораллы или микроскопические водоросли диатомеи. Секрет ее прочности заключается в огромной площади поверхности, по которой распределяется нагрузка.

Графен - этот материал прочнее стали и настолько тонок, что его можно считать практически двухмерным. Толщина графеновой решетки составляет один атом, это в миллион раз тоньше бумаги. Сам по себе графен был открыт еще в 2004 году. Он представляет собой наноматериал, состоящий из единичного слоя атомов углерода, соединенных между собой химическими связями; обладает высокой электропроводностью, прочностью и гибкостью. Из-за толщины в несколько нанометров он практически прозрачен для видимого света, а потому является очень перспективным для применения в микроэлектронных устройствах. Гаджеты будущего на его основе окажутся куда более устойчивыми к повреждениям, чем то, что мы имеем сейчас, сообщает Популярная Механика.