Schemi della struttura “intercalata” delle fibre GO e delle fibre di grafene:(1) fibra GO con carichi LGGO e SMGO ottimizzati; (2) fibra di grafene ottimizzata con una struttura altamente ordinata e compatta con il 30% in peso di SMGO che si riempiono nei microvuoti; (3) fibra di grafene da LGGO puri che mostra una struttura altamente ordinata ma meno densa; e (4) fibra di grafene da SMGO puri che mostrano un allineamento casuale del foglio. Credito: Scienza 4 settembre 2015:vol. 349 n. 6252 pp. 1083-1087 DOI:10.1126/science.aaa6502
(Phys.org)—Un team di ricercatori che lavorano al Rensselaer Polytechnic Institute ha trovato un modo per creare una fibra di grafene che è più forte e mantiene le proprietà conduttive meglio degli sforzi precedenti. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Scienza , il team descrive la loro tecnica e suggerisce possibili usi per il materiale risultante.
Il grafene ha un'eccellente conduttività e resistenza meccanica, quando è nella sua forma 2D, facendo in modo che mantenga entrambi gli attributi quando lo si utilizza per realizzare prodotti 3D, tuttavia è stato problematico. In questo nuovo sforzo, i ricercatori riferiscono di una nuova tecnica che hanno sviluppato per creare la fibra di grafene che offre una conduttività termica ed elettrica più elevata e una resistenza migliore rispetto ad altri metodi.
Ricerche precedenti hanno dimostrato che è possibile produrre fibre di grafene creando fogli di ossido di grafene (GO) in una soluzione liquida utilizzando un metodo di filatura a umido:le fibre di grafene vengono create utilizzando una riduzione della tecnica delle fibre GO. Sfortunatamente, il materiale che viene creato non ha abbastanza degli attributi positivi del grafene 2D per renderlo utile. In questo nuovo sforzo, i ricercatori adottano lo stesso approccio, ma fai un passo avanti:tessono fogli delle stesse dimensioni di altri prodotti, poi tessere altri che sono più piccoli, poi intrecciano i due strati insieme, questo permette di riempire i "vuoti" (difetti che si verificano durante il processo) nei materiali più grandi, che si traduce nella creazione di un prodotto finale con migliori proprietà elettriche (35,8 percento), migliori proprietà termiche (31,6%) e maggiore resistenza alla trazione (da 940 megapascal in media a 1080 MPa.)
I ricercatori ritengono che il loro processo apra la strada alla creazione di materiali utili nel mondo reale realizzati con grafene come quelli che potrebbero essere utilizzati nella gestione del calore nell'elettronica in applicazioni ad alta potenza, o consentendo la creazione di materiali compositi con attributi superiori, accumulo di energia e sensori e/o membrane nuovi o migliori. Hanno anche in programma di continuare il loro lavoro con il processo, sperando di comprendere meglio la struttura della fibra che creano e, auspicabilmente, di perfezionarla ulteriormente per consentire la creazione di un materiale che mantenga ancora di più gli attributi positivi del grafene 2D.
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