(Phys.org) —Tänker att om något är bra, mer måste bli bättre, forskare har försökt packa mer grafen, ett supermaterial, till strukturella kompositer. Samarbetsforskning ledd av University of Nebraska-Lincoln materialingenjörer upptäckte att, I detta fall, mindre är mer.

Laget, ledd av Yuris Dzenis, McBroom professor i maskin- och materialteknik och medlem av UNL:s Nebraska Center for Materials and Nanoscience, lärde sig att användning av en liten mängd grafenoxid som mall förbättrar kolnanomaterial som, i tur och ordning, lovar att förbättra kompositmaterial. Kompositer används i allt från flygplan till cyklar och golfklubbor.

Grafen är ett enatoms tjockt lager av kol med en kristallin struktur som gör det exceptionellt starkt och en utmärkt värme- och elektrisk ledare. Det var föremål för forskning som fick 2010 års Nobelpris i fysik.

UNL-ingenjörer samarbetade med forskare från Northwestern University och Materials and Electrochemical Research Corp. i Tucson, Ariz., på denna studie. UNL-teamet utvecklade en process för att införliva grafenoxidnanopartiklar som en mall för att styra bildandet och orienteringen av kontinuerliga kolnanofibrer, vilket ska förbättra fiberns egenskaper. Den processen innebär att skrynkla ihop grafenet, som att skrynkla ihop ett pappersark, på ett sätt som förbättrar grafen som mall- och orienteringsagent. Endast små mängder skrynkliga grafennanopartiklar behövs. En grupp ledd av kemisten SonBinh Nguyen från Northwestern syntetiserade grafenoxiden.

"Många människor försöker lägga så mycket grafen som möjligt i fibrer, "Dzenis sa, tillägger att det är svårt att göra. "Men vi gjorde det okonventionella:vi använde mycket små mängder följt av förkolning."

Den resulterande kolnanofiberstrukturen har en orientering som liknar fibrer med påvisad förbättrad styrka och andra egenskaper, sa Dzenis. Han och hans kollegor testar nu sina grafenbaserade nanofibrer för dessa förbättrade egenskaper samt förbättrar tekniken.

Metoden är lovande, han sa. Det kan sänka kostnaderna för att tillverka kompositer avsevärt eftersom det bara kräver små mängder dyra nanopartiklar och använder en billig tillverkningsprocess för nanofiber, som utvecklades vid UNL.

"Allt detta har potential för hög prestanda men, på samma gång, lågkostnads ​​nanofibrer av kol, sa Dzenis.

Teamet rapporterade sina resultat i numret 10 december av Avancerade funktionella material .