ساخت ماده جدیدی که ۳۰۰۰ برابر وزن خود را تحمل می‌کند (+عکس)
محققان نوع جدیدی از فوم های گرافنی را تولید کردند که میتواند فشار معادل ۳۰۰۰ برابر وزن خود را تحمل کند و تغییر شکل ندهد.
موبنا – گرافن از جمله موادی محسوب می‌شود که در بیشتر موارد در شکل دوبُعدی باقی می‌ماند و این مسئله باعث شده است برای این ماده فهرست طولانی مزایا از جمله مقاومت بالا، وزن کم، هدایت جریان الکتریسیته و هدایت گرما در نظر گرفته شود. محققان دانشگاه MIT به تازگی مدل ویژه سه‌بعدی از این ماده را توسعه دادند که نسبت به فولاد ۱۰ برابر قوی‌تر است و البته چگالی پایینی دارد. هم اکنون یک گروه ویژه از دانشمندان «دانشگاه رایس» موفق شدند با استفاده از نانوتیوب‌های کربنی نوع ویژه‌ای فوم گرافنی فشرده را ایجاد کنند. نتیجه فعالیت مذکور تولید ماده سه‌بعدی شد که قادر است به هر شکلی تغییر کند و پیش از آنکه به شکل و ارتفاع قبلی خود برگردد، ۳۰۰۰ هزار برابر وزن خود را تحمل کند.
فولادهای تقویت شده از جمله فلزاتی محسوب می‌شوند که معمولا در ساختمان سازی از آنها استفاده می‌شود. دانشگاه رایس هم اکنون موفق شده است «گرافن تقویت شده» را به کمک نانوتیوب‌های کربنی تولید کند و چندین لایه از آن را روی یکدیگر قرار دهد تا توان آن به میزان قابل ملاحظه افزایش یابد. این گروه تحقیقاتی در فعالیت‌های قبلی خود موفق شده بود فوم‌های سه‌بعدی گرافن را به تولید برساند و هم اکنون از نانوتیوب‌ها استفاده کرده است تا مدل قدیمی دوبُعدی گرافن را به میزان قابل توجه تقویت کند. ولی ترکیب این دو ماده با یکدیگر اتفاق جالب توجهی به نظر می‌رسد که گروه تحقیقاتی روی آن تاکید دارد.
«جِیمز تور» مدیر تحقیقات این بررسی اعلام کرد: «ما موفق به ساخت فوم‌های گرافنی شدیم، ولی تا آن اندازه که پیش‌بینی می‌کردیم مقاومت نداشتند. بنابراین تصمیم گرفتیم از نانوتیوب‌های کربنی استفاده کنید تا بتوانیم در گام بعدی مقاومت گرافن را به میزان چشمگیر افزایش دهیم».
این گروه تحقیقاتی مجموعه‌ای از نانوتیوب‌ها را به همراه نیکل‌های شکل دهنده مورد استفاده قرار داد تا بتواند کربن مورد نظر خود را تولید کند. قطعات خشک شده از این ماده سپس در قالب‌های فولادی قرار گرفتند تا شکل بگیرند و در نهایت رسوبات بخار شیمیایی محیط باعث شد گرافن شکل بگیرد. در مرحله پایانی هرگونه علامت باقیمانده از نیکل حذف شد و نتیجه نهایی ساخت یک کربن خالص بود که به شکل فوم گرافنی درآمد.
زمانی که این ماده جدید به کمک میکروسکوپ الکترونی مشاهده شد، محققان دریافتند که لایه‌های بیرونی نانوتیوب‌ها شروع به «جدا شدن» کردند و به گرافن تبدیل شده‌اند. این اتفاق باعث شد گرافن نهایی تولید شده بتواند فشار دایمی معادل ۳۰۰۰ برابر وزن خود را هم تحمل کند. آزمایش‌های صورت گرفته همچنین نشان داد حتی فشار معادل ۸۵۰۰ برابر وزن ماده تنها معادل ۲۵ درصد تغییر در شکل ظاهری آن را باعث شده است. لازم به ذکر است قوی‌ترین نوع فوم گرافنی که تاکنون ساخته شده بود تنها می‌توانست فشار معادل ۱۵۰ برابر وزن خود را تحمل کند.
