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石墨烯和金属首次制成超强复合材料(图)

时间:2021-07-21 12:34 作者:admin

  [据美国《spectrum.ieee》网站2013年8月26日报道]石墨烯常被提及但很少被开发的一个优点就是与其他材料相比的高强度。它的拉伸强度测量值在130Gpa,是钢的200倍。

  日前韩国科学技术高级研究院(KAIST) 的研究人员,通过在含铜和镍的复合材料中使用石墨烯,将它的抗拉强度运用到工作中来。石墨烯使铜的强度变为自身强度的500倍;镍的强度变为自身强度的180倍。

  这项工作是一个重大的突破。前期在金属复合材料中使用石墨烯的尝试并没有发现点掺杂材料会导致强度增加。研究结果已发表在Nature Communications杂志上(“金属-石墨烯纳米层合复合材料中单原子层石墨烯的强化效应”)。研究人员在金属沉积的基体上用化学沉积方法(CVD)生长单层的石墨烯;然后再沉积上另一层金属,重复上述步骤,就能得到一个多层的金属-石墨烯复合材料。

  研究人员表示这项工作首次成功制备出金属-石墨烯多层复合材料,开发了石墨烯的超强度。

  仅占总质量0.0004%的石墨烯就能将材料强度提高数百倍,Seung Min Han教授在一次新闻发布会中这样说道。在此次成功的基础上进行改进,特别是利用卷对卷加工或金属烧结加工方法开发大规模生产工艺,将使得生产汽车和航天器用轻质、超高强部件成为可能。

  如果加工过程能够复制到工业尺度,这确实是减轻汽车和飞机重量,同时提高燃料效率的可能方法。我们已经看到了飞机的纳米涂层虽然只降低2%的燃料消耗,却每年为每家航空公司节省高达2200万美元。

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