La struttura stampata in 3D più leggera al mondo è così leggera che può essere posizionata sopra un batuffolo di cotone o sui petali di un fiore.

Il materiale da record è l'aerogel di grafene stampato in 3D ed è stato sviluppato da Dong Lin, assistente professore della Kansas State University di ingegneria dei sistemi industriali e di produzione; Chi Zhou, assistente professore di ingegneria industriale e dei sistemi presso l'Università di Buffalo; e Qiangqiang Zhang, professore associato all'Università di Lanzhou in Cina.

Il Guinness World Records ha definito l'aerogel di grafene come "la struttura stampata in 3D meno densa". L'aerogel di grafene stampato in 3D pesa 0,5 milligrammi per centimetro cubo. I ricercatori hanno sviluppato il materiale nel febbraio 2016 e hanno ricevuto il riconoscimento ufficiale dal GUINNESS WORLD RECORDS. Il loro successo sarà presentato nell'edizione 2018 del Guinness World Records.

"Il grafene è un materiale rivoluzionario e ha senso che la sua forma di aerogel sia altrettanto importante, "Ha detto Lin. "Il nostro aerogel di grafene stampato in 3D ha proprietà importanti che danno al materiale molte applicazioni per una migliore elettronica, batterie o semiconduttori".

Non solo il materiale stampato in 3D è rivoluzionario, ma il modo in cui i ricercatori stampano il grafene tridimensionale è altrettanto rivoluzionario.

Il grafene è un foglio dello spessore di un singolo atomo di atomi di carbonio coordinati esagonale, che lo rende il materiale più sottile al mondo e gli conferisce preziose proprietà fisiche ed elettroniche.

Per stampare in 3D aerogel di grafene, i ricercatori utilizzano una stampante a getto d'inchiostro modificata che utilizza due ugelli. Stampano in 3D goccioline di una miscela di ossido di grafene e acqua in un congelatore su una piastra fredda a meno 20 gradi Celsius. Questo metodo crea una struttura di ghiaccio 3-D di grafene e acqua ghiacciata, che aiuta il grafene a mantenere la sua forma, disse Lin.

Al termine della stampa, i ricercatori mettono il materiale 3-D in un liofilizzatore, che rimuove il ghiaccio fornendo alto vuoto e bassa temperatura. Quello che resta è un aerogel di grafene tridimensionale che mantiene la sua forma a temperatura ambiente.

"Non avevamo intenzione di stabilire un record, ma è sicuramente un bel riconoscimento del nostro lavoro, Zhou ha detto. "Penso che questo aiuti a mostrare l'enorme potenziale che il grafene aerogel ha nella nostra vita quotidiana".

È stato notoriamente difficile creare forme tridimensionali di grafene, Lin ha detto, e il suo team collaborativo è il terzo gruppo al mondo a stampare in 3D il grafene. Il loro nuovo metodo di stampa è un miglioramento perché utilizza meno ingredienti e richiede solo ossido di grafene e acqua congelata. Inoltre, i due ugelli sulla stampante modificata consentono ai ricercatori di creare forme complesse con meno materiale, che lo rende il materiale più leggero al mondo.

"Con questo metodo di stampa 3D, possiamo controllare la forma dell'aerogel di grafene e idealmente, possiamo controllare le proprietà elettriche e meccaniche degli aerogel, pure, " ha detto Lino.

L'aerogel di grafene ha numerose possibilità, dalle batterie flessibili ai migliori semiconduttori, e potrebbe anche essere utilizzato per migliorare l'isolamento nella costruzione degli edifici.

"L'aerogel è un materiale speciale con molte applicazioni ed è per questo che è uno dei materiali più caldi al mondo, " ha detto Lino.