Ученые по-новому изготавливают аэрогель из графена
Учеными с Америки был разработан абсолютно новый способ изготовления аэрогелей на основе графена, имеющих произвольную структуру и с уровнем разрешения в десять микрометров. Этот способ производства от остальных выгодно отличает то, что он предоставляет возможность добывать не только графен более высокого разрешения, но и повышает механические свойства.
Графен — это одноатомный слой, состоящий из атомов углерода, ранее специалистами он использовался в форме хлопьев из нескольких слоев. Изначально графеновые полоски располагают выдающимися характеристиками, особенно это касается прочности и способности к растяжению. Но когда их используют для создания объемных структур, не потерять данные характеристики крайне проблематично.
Причиной этому является то, что графеновые хлопья распределяются в случайном порядке, и когда на них осуществляется давление, то оно имеет не растягивающий характер, а сгибающий. Вторым существенным минусом является то, что получаемые во время 3D печати структуры обладают достаточно скудным качеством финального продукта.
Специалисты изобрели новый метод изготавливания аэрогеля
Данный метод позволяет создавать графеновые структуры на 3D принтере, при этом сохраняя их характеристики и разрешение. Они разделили процесс печати на несколько частей.
Сначала специалисты создали смесь, в состав которой вошли хлопья оксида графена и фотоотверждаемый акрилатный полимер и фотоинициатор. Сам процесс печати происходит при помощи метода проекционной микростереолитографии, и вся суть этого метода состоит в том, что созданная смесь помещается в поддон и на нее воздействует излучатель. Это приводит к тому, что полимер твердеет в нужных местах- в результате получается полимерная заготовка.
После этого специалисты занимаются тем, что удаляют из нее весь полимер, и остается только графеновая структура, состоящая из соединившихся плоскостей графена. Как известно, во время печати полимер соединяется с графеновыми хлопьями и они равномерно распределяются по всему материалу, потому после удаления полимера объект не теряет свою структуру, а просто становится меньше в размере.
После того, как объект был очищен от полимеров, его отсканировали при помощи электронного микроскопа. В результате оказалось, что размер элементов сводится до минимум (примерно до десяти микрометров), а это гораздо меньше, чем в других способах печати графеновых структур.
Специалистам удалось доказать, что материал, созданный таким методом, является более крепким, по сравнению с такими же материалами, сделанными другими способами. Также такой структуре практически не свойственна деградация механических свойств. Ученые считают, что это связано с тем, что во время печати нагрузка, которая оказывалась на структуру, растягивала ее, а не сжимала.
