Molto è già stato scritto sul fatto che il grafene salverà il mondo, grazie alle sue proprietà uniche e alle prospettive di utilizzo diffuso in vari campi. Ma in realtà, c'erano poche opportunità di vedere prove a grandezza naturale di come e perché i reticoli esagonali sono così forti. I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno avuto successo. Hanno ottenuto il grafene in esperimenti recenti, che si è rivelato essere il 5% più denso e dieci volte più resistente del metallo, dimostrando che ciò è possibile anche quando un pezzo di composito è più grande di un normale foglio di carta.
Utilizzando un modello computerizzato ad alta precisione, gli scienziati hanno stampato in 3D i cubi a due atomi come materiale spugnoso e poi li hanno sottoposti a test di compressione. In questi test, la forma gioca un ruolo incredibilmente importante. Il cubo stesso sembra una spugna viola. La sua struttura porosa indica un'ampia superficie, che aumenta la resistenza pur mantenendo un peso ridotto.
Forse la cosa più interessante è che i diversi cubi hanno reagito in modi inaspettatamente diversi. Ad esempio, un cubo con pareti e pieghe più spesse è risultato meno resistente al collasso quando veniva applicata una maggiore pressione. A differenza dei cubi con una struttura più sottile, che collassano gradualmente, mantenendo la loro forma quasi fino alla fine, questo crolla all'istante, come in un'esplosione.
Gli scienziati dicono che ciò è dovuto al fatto che le pareti più sottili si deformano gradualmente, mentre quelle più spesse accumulano energia di deformazione, che poi porta a un collasso istantaneo. Ciò suggerisce che oltre alla struttura del materiale, la sua forma è importante per garantire la resistenza.
"Puoi sostituire il materiale con qualcos'altro", dice uno degli specialisti del MIT. "La geometria è il fattore dominante."
Dove può essere applicato? È possibile rivestire il polimero o le particelle metalliche con grafene e quindi rimuovere il materiale di base dopo la polimerizzazione a forza termica. Di conseguenza, rimane una struttura di grafene leggera e super resistente. I ricercatori ritengono che il materiale potrebbe essere utilizzato nella costruzione di ponti in cemento, nei sistemi di filtrazione dell'acqua o nelle apparecchiature di trattamento chimico.
Sergey Lukavsky