(PhysOrg.com) -- Con una forza 200 volte maggiore di quella dell'acciaio, il grafene è il materiale conosciuto più forte esistente. Ma ora gli scienziati hanno scoperto che piegare i nanonastri di grafene in strutture che chiamano "grafold" può consentirgli di sopportare carichi di compressione ancora maggiori.

I ricercatori, Yongping Zheng e Zhigao Huang della Fujian Normal University in Cina; Ning Wei e Zheyong Fan dell'Università di Xiamen in Cina; e Lanqing Xu di entrambe le università, hanno pubblicato il loro studio in un recente numero di Nanotecnologia .

“I risultati di questo lavoro forniscono una nuova strada per adattare le proprietà dei nanomateriali a base di grafene, "Zheng ha detto PhysOrg.com . “Attualmente, molti ricercatori e ingegneri si occupano di doping, alchimia, ecc. Abbiamo dimostrato qui che anche la ricostruzione della struttura potrebbe portare a risultati interessanti”.

Nel loro studio, i ricercatori hanno utilizzato simulazioni di dinamica molecolare per studiare grafold. Hanno confrontato il grafene con il grafold in due aree:tensione (la forza che separa il materiale) e compressione (la forza che spinge insieme il materiale). La capacità di essere sia allungato che schiacciato senza danni è molto utile per le applicazioni ingegneristiche. Però, come spiegano i ricercatori, il grafene ha solo un'elevata resistenza alla trazione; per la sua natura bidimensionale, è "morbido" sotto compressione e non può essere schiacciato.

In contrasto, le simulazioni dei ricercatori hanno mostrato che il grafold è "più duro" del grafene e può sopportare quantità di compressione molto maggiori (10-25 GPa a seconda della struttura del grafold rispetto a meno di 2 GPa per il grafene). Mentre la sua resistenza alla compressione è significativamente superiore a quella del grafene, la resistenza alla trazione di grafold si avvicina a quella del grafene. Il modulo di Young (una misura dell'elasticità) e la deformazione a frattura del grafold sono leggermente inferiori a quelli del grafene. Gli scienziati hanno notato che molti altri materiali possono resistere a una compressione maggiore rispetto al grafold, compresi i nanotubi di carbonio, che può essere sia allungato che schiacciato come una piega.

“Come è noto, il grafene non può sopportare alcuna compressione, Ha detto Zheng. “Via pieghevole, il grafene si trasforma in grafold e può essere compresso fino a una certa quantità. Anche se molto compresso, non si romperà, essere semplicemente schiacciato in una cintura piegata più corta. Per di più, la deformazione è elastica. Come sappiamo, se la resistenza supera il punto di rottura dei nanotubi di carbonio, si schianterà e non tornerà mai più alla sua forma originale”.

Tra i vantaggi di Grafold c'è che piegare un nanonastro di grafene per creare Grafold sarà molto più facile che arrotolarlo per creare un nanotubo di carbonio. Più, le proprietà meccaniche di grafold possono essere regolate modificando il design di piegatura, come cambiare la taglia, forma, e numero di pieghe.

Globale, i risultati delle simulazioni forniscono un nuovo percorso per adattare le proprietà dei nanomateriali a base di grafene, che potrebbe portare ad applicazioni meccaniche avanzate. I ricercatori sperano di fabbricare sperimentalmente grafold nel prossimo futuro.

“Potrebbero esserci applicazioni versatili, Ha detto Zheng. “Dì, si potrebbe utilizzare la rigidità elastica e medio-bassa del grafold in applicazioni in cui è richiesto un grande smorzamento.

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