Графеновый аэрогель выдерживает в 6000 раз больше своего веса

Учeныe Чжэцзянскoгo унивeрситeтa (Китaй) изгoтoвили гибкий, прoвoдящий элeктричeствo и имитирующий структуру стeбля рaстeния грaфeнoвый аэрогель, способный выдержать вес, в 6000   раз превышающий собственный.

Весит этот материал 0,16   миллиграмм на   кубический сантиметр, он   в   7,5   раз легче воздуха и   приблизительно в   1000 раз менее плотный, чем вода. Из   всех аэрогелей графеновый наименее плотный и   считается одним из   самых легких твердых материалов на   Земле.

У   аэрогелей множество применений, от   удаления нефтяных пятен с   поверхности океанов до   опреснения воды. Но   когда дело касается гибких сенсоров или аккумуляторов, то   добиться нужной прочности и   упругости не   получается, хотя спрос на   такое сочетание качеств высок. Обычно попытки создания такого материала приводят к   случайным результатам.

Ученые нашли вдохновение в   растительной природе, обратив свое внимание на   талию беловатую, болотное растение из   Южной Америки. Несмотря на   то, что ее   стебель тонкий и   пористый, она способна противостоять сильному ветру   — благодаря микроструктуре, напоминающей решетку.

Для того чтобы скопировать ее, исследователи применили двунаправленную заморозку. Сначала частицы оксида графена растворяются в воде, которая по мере замерзания воды образует слои. Затем из слоев формируется трехмерная сеть, схожая со структурой кристалла льда. Наконец, термальное сокращение и возгонка создают графеновый аэрогель со структурой, похожей на талию беловатую.

Наконец, после серии из тысячи компрессионных тестов, ученые убедились, что полученный аэрогель способен выдержать вес, в 6000   раз превышающий собственный. После всех этих тестов его прочность составляла 85% от начальной. Это значительный прогресс по сравнению с 45% после всего 10   тестов в случае аэрогелями со случайной архитектурой.

Уникальные свойства этого материала делают его идеальным компонентом для создания умных часов, изогнутых телевизионных экранов и солнечных панелей, пишет Science Alert.

Сверхплотный и прочный графен изобрели ученые МТИ. Его структура позволяет ему быть на 5% плотнее и в 10   раз прочнее стали. Его можно использовать для строительства мостов или очистки   воды.