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石墨烯帶來更薄更強勁的新型橡膠

近日,一位印度裔的研究者,亞拉文-維賈亞勒格文最新研制的一種新型複合材料。這種材料是以橡膠為原材料,在其中添加少量的石墨烯。最終得到的石墨烯橡膠在強度和彈性上都有很大的提升。

新型石墨烯橡膠

研究者亞拉文-維賈亞勒格文和瑪利亞-依柳茨二人首先研制出了一種新型的複合橡膠,這種橡膠柔軟而又富有彈性,唯一的缺陷就是過于脆弱。二人就開始尋找新的填充物。“複合材料包含了兩個方面,一方面是又軟又輕的基本框架;另一方面是堅固的填充物。将兩者結合在一起,就能得到一種質輕而堅固的新材料。這就是用于跑車的碳纖維複合材料和用于制造防彈衣的芳綸複合材料的制造原理。”維賈亞勒格文說。為了得到這種堅固的填充物,二人分别使用了天然橡膠和人工橡膠作為試驗品,最終發現,添加石墨烯可以增加橡膠50%的彈性和強

“整個研究的關鍵在于這些膜非常薄,使得我們必須尋找一種同樣非常薄的加強填充物。幸運的是石墨烯是我們所知的最薄并且最強的材料” 依柳茨說到。在找到填充物之後,二人就用了一種被稱為石墨烯氧化物的新形态石墨烯,這種石墨烯最大的不同就是可以穩定的散布在水中。橡膠材料同樣以在水中穩定的形态,來和石墨烯進行融合,然後再通過浸漬模塑的方法來形成薄膜。最終得到集合了柔軟、彈性和強度三方面的新型複合橡膠。該項目旨在開發一個更為理想的避孕套。從中可以看出新型石墨烯材料在日常生活中已經産生了巨大影響。

石墨烯使生活變得更有趣

1、可折疊柔性電子産品

特斯拉并沒有采用跑車的一個原因是,石墨烯電池制作成本太高,且非常困難,生産周期長。促進産品流程的一種方法是在石墨材料摻雜,從而可以從石墨雞尾酒液體轉變成石墨烯基材料。一種方法是用激光照射這種液體從而獲得石墨烯基超級電容器,就像UCLA的研究人員在2013年做的那樣。這種石墨混合溶液通常被稱為石墨墨水,其還有其他用途,包括可印刷柔性電子屏幕等。

2、耐用仿生學

人們永遠想象不到失去一隻手臂或者一條腿會有多崩潰。假肢可以幫助,但他們并非完美的替代品。電子假肢,即仿生學,正在革新醫療領域,可以提供更好的移動性能,其中石墨烯扮演着至關重要的角色。理論上來講,醫生可以使用石墨烯來實現分子間的導電,從而可以讓人通過意念控制假肢。此外,石墨烯并不會和身體中的血液相接觸,因此可以延長其使用時間。

3、水資源短缺的終結者

全世界大約8億人不能喝到幹淨的飲用水,石墨烯可以改變這一切。在2015年3月份,Oak Ridge國家實驗室的一個團隊宣布,他們開發了一種孔狀石墨烯膜,可以有效去除鹽水中的鹽分。傳統來講,水并不能通過石墨烯,因為其構成太過緊密。該團隊在石墨烯上制備足夠大的洞可确保水能順利流下,但是其尺寸比鹽分子小,從而不讓鹽分子通過。在測試過程中,這種石墨烯膜幾乎過濾掉了100%的鹽分子。

來源:江南石墨烯研究院

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