Strukturen på 3DGraphen -skummet. (A) Schematisk bildning och struktur av bulk 3DGraphene -skum. Den rumsliga densiteten av syreatomer främst vid kanterna i schematiken justerades för tydlighet men representerade inte dess faktiska förhållande i materialet. (B) Bild i tvärsnittsskannande elektronmikroskopi (SEM) av 3DGraphen-skummet (längs axiell riktning) med en homogen och mycket porös struktur. (C) Förstorad SEM av 3DGraphen -skummet. Insats:Förstoring av det valda området som visar att grafenark är kemiskt tvärbundna tillsammans vid cellnoden (med kvasi-sexkantig konfiguration). Skalstänger, 200 μm (B), 50 μm (C), och 10 μm [infälld av (C)]. Kreditera: Vetenskapliga framsteg (2019). DOI:10.1126/sciadv.aav2589
Ett team av forskare med medlemmar från Nankai University i Kina och Rice University i USA har utvecklat en typ av skum som behåller sin squishiness när de utsätts för extremt kalla temperaturer. I deras tidning publicerad i tidningen Vetenskapliga framsteg , gruppen beskriver hur de gjorde sitt skum, hur den fungerade under olika temperaturförhållanden och möjliga användningsområden för den.
Forskarna noterar att nästan alla material blir mer spröda och styvare när de utsätts för mycket kalla temperaturer, leder ofta till förlust av styrka. I denna nya insats, forskarna sökte hitta ett material som skulle komma tillbaka efter att ha krossats medan de utsatts för extrema temperaturer. För detta ändamål, de såg på grafen som en möjlig lösning. Tidigare forskning har visat att grafenark förblir böjbara och motståndskraftiga mot rivning under ett mycket brett temperaturintervall.
För att skapa sitt material, forskarna skaffade små ark grafen och skar dem sedan i mycket små former, som de kopplade ihop med hjälp av syreatomer på ett sätt som liknade ett nät. Tidigare forskning hade också visat att syrebunden grafen förblir fast ansluten under extrema temperaturvariationer. Den resulterande produkten såg ut som en liten, mörk svamp.
Forskarna testade sitt skum genom att utsätta det för både mycket höga och låga temperaturer och sedan komprimera det flera gånger med hjälp av en kompressionsenhet de byggde. De rapporterar att deras skum uppförde sig samma vid -269,15 grader C som det gjorde vid rumstemperatur. Efter komprimering till bara en tiondel av sin ursprungliga storlek, det poppade precis tillbaka till sin ursprungliga form. De rapporterar också att skummet fungerade bra vid höga temperaturer. Vid uppvärmning till 1000 grader C klarade den sig nästan lika bra på kompressionstesterna som vid rumstemperatur.
Forskarna föreslår att deras skum visar att användning av supertunna material som grafen kan ge upphov till ett skum med en unik egenskap-de hävdar att detta också kan vara fallet för andra material, såsom de som tillverkats med 2-D halvledare eller oorganiska föreningar. De noterar också att deras skum kan vara användbart för att skapa material för användning i rymden.
© 2019 Science X Network
