Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Смешанный с фосфореном графен стал во много раз прочнее

Смешанный с фосфореном графен стал во много раз прочнее

23 апреля 2020


Не так давно мир узнал о новом материале, имеющем колоссальную прочность при тончайшем слое. Речь идет о графене — материале с толщиной слоя в 1 углеродный атом. Графен имеет уникальные свойства, которые сделали его незаменим в разных областях науки и техники. Однако даже такое «совершенство» обладает некоторыми недочетами. Например, невозможно эффективно распределять напряжение в структуре, состоящей из нескольких листов графена. Это происходит, потому что многие методы создания таких пленок не учитывают возможность заранее задать тип их взаимодействия. Из-за этого плёнки становятся менее прочными. Однако графен хорош тем, что с помощью определенных манипуляций, предотвратив возникновение и распространение трещин материала, можно повысить его прочность. Именно этим длительное время были заняты китайские ученые, которым всё-таки удалось создать рекордно прочные графеновые плёнки.

Ученые внедрили между слоями графена «принципы», присущие водородным, ионным, ковалентным и П-П связям — все вместе они могли бы значительно улучшить прочность графена и придать ему свойства пластической деформации. Для этого был дополнительно использован слоистый чёрный фосфор — фосфорен. Это искусственно изготовленный материал, который также, как и графен, имеет толщину слоя в один атом вещества — аллотропия фосфора. Его называют конкурентом графена среди двумерных материалов, так как оно имеет одно особенное свойство, а именно ненулевую фундаментальную запрещенную зону. Таким образом, модифицируя структуру материала, фосфор можно изменяться и дополняться графеном при участии связующего полимера.

Синтезированный материал на основе этих двух веществ приобрёл новые показатели предельной деформации. Это поистине рекордные значения: энергия поглощения составила около 52 МДж/м3, предел прочности — до 653 МПа. Проверяя свойства материала на испытательных машинах, он также поразил своей гибкостью — отсутствовало ухудшение ёмкости даже в результате 10 тыс. циклов сгибания на 180 градусов. Такое явление было обосновано эффектами трех процессов: во-первых, фосфорен выступил в роли смазки, предохраняющей химические связи от разрушения; во-вторых, фосфорен помог графену стать более компактным за счёт уменьшения пустот между слоями; в-третьих, произошло упорядочение структур органических молекул в результате стэкинга с графеновыми листами. В дополнение к этим эффектам новый материал приобрёл улучшенную удельную электропроводность, превосходящую этот показатель у чистого графена более чем в 2 раза. Здесь же можно упомянуть и улучшение теплопроводности.

info30-05-19-imgs_SMM_Feb_2019_0016_18

Другая информация

26 ноября 2020
Вирус Чапаре передается от человека к человеку

Вирус Чапаре ранее считался «уделом» грызунов — эти животные являлись резервуаром для инфекции, и только они передавали ее людям.

23 ноября 2020
Робота-пылесоса оснастили «ушами»

Конструкция робота-пылесоса представляет собой приемник и лазерный излучатель, работающие в совокупности как лазерный дальномер.

19 ноября 2020
Проекту «Артемида» по высадке людей на Луну урезали бюджет

Планируя законопроекты по финансовым расходам, комитет принял решение сократить финансирование программы NASA по созданию посадочного модуля до 1 млрд долларов, что в 3,2 раза меньше запрашиваемой суммы.

16 ноября 2020
Создано самое маленькое охлаждающее устройство

Полученная конструкция представляет собой самый тонкий охладитель из всех ранее созданных — его толщина составляет всего 100 нанометров.

12 ноября 2020
Синтезированы кремнийорганические люминесцентные соединения

Структуры соединений, содержащих ионы европия и тербия и имеющих каркасы в виде призм с четырьмя атомами металла внутри, показали ранее неизученные свойства люминесценции и магнетизма.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!