麻省理工学院创建3D印刷石墨烯，比空气轻，比钢更强为10倍

麻省理工学院研究人员已经能够使用石墨烯来打印3D物体，几何形状有钢强度的10倍，但只有一小部分的重量。

使用最强材料的发现具有潜力，可以为飞机，汽车，建筑物甚至过滤装置为飞机，因为印刷物体“多孔设计而启用轻质产品。

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在其典型的二维，平坦的状态石墨烯仅为一个原子厚，所以它就像一张纸一样脆弱并且容易撕裂。但是，石墨烯也有效地进行电力，几乎是透明的。

到目前为止，研究人员努力在三维材料中使用石墨烯的二维强度。

该图示出了3D石墨烯拉伸和压缩试验的仿真结果。

由于非常薄薄，“他们对制造可用于车辆，建筑物或设备的3D材料并不是很有用的，”民间和环境工程系（CEE）的MIT部门的Markus Buehler Markus Buehler（Cee）中，“一份声明。“我们所做的就是实现将这些2D材料转化为三维结构的愿望。”

研究人员使用专有的多材料3D打印机创造了新的石墨烯结构;该结构具有“海绵状”配置，密度仅为5％。

MIT研究人员可以压缩热压，能够压缩石墨烯的小薄片，产生强大的稳定结构“，其形式类似于一些名为硅藻的珊瑚和微观生物。”新形状与其体积成比例地包含巨大的表面积，并证明是非常强大的。

研究人员“成绩在上周在”科学“期刊上发表。

研究人员说，该研究提供了关于下面的关键密度的数据，该数据在研究人员表示，3D石墨烯组件开始在大多数聚合物细胞材料上失去其机械优势。

“一旦我们创造了这些3D结构，我们希望看到最极限的限制 - 我们可以生产的最强烈的材料，”赵琴麦克菲教授说。

为了测试3D印刷石墨烯的强度，研究人员创造了各种三维模型，然后使它们进行各种测试。

“在计算模拟中，模拟了在拉伸装载机中的拉伸和压缩试验中的装载条件，我们的样品中的一个具有5％的钢密度，但强度的10倍，”秦说。

就像滚动一张纸一样增加其强度，用石墨烯创造3D印刷几何形状增加了其支持大量重量的能力。

使用高分辨率多材料3-D打印机在实验室中进行了新配置。它们是机械测试的抗拉和压缩性能，并使用团队的理论模型进行模拟。印刷模型的结果和匹配的模拟。

因为先前研究人员使用的石墨烯材料可以比空气轻，所以有些考虑在真空中使用时，石墨烯结构可以用作无动力飞行中氦的替代品。

由于MIT研究人员“更准确的计算建模，因此排除了石墨烯作为气球中氦气的替代，因为材料不会具有足够的强度并且从周围的空气压力下塌陷。

然而，麻省理工学院的研究人员发现石墨烯3D结构有许多其他应用，其中极端强度和重量轻的组合可能是一个好处。

“你可以使用真正的石墨烯材料或使用我们发现的几何形状，如聚合物或金属，”Buehler说。“你可以用任何东西替换材料本身。几何是主导因素。它有可能转移到许多事情的东西。“