Материал на основе графена в 10 раз прочнее стали

графен, прочный, материал

3D привет, друзья!

Инженеры из Массачусетского технологического института использовали графен для создания легкого материала, который в 10 раз прочнее, чем сталь и может быть использован для изготовления транспортных средств и устройств, а так же в строительстве.

Команда исследователей из департамента гражданской и экологической инженерии разработали 3D материал — один из самых легких и прочных когда либо полученных человечеством — путем сжатия и соединения хлопьев графена (двумерной формы углерода). В результате получается похожая на губку конфигурация с плотностью всего 5 процентов от плотности стали, способная выдерживать колоссальные нагрузки.

Графен в 2D форме, считается одним из самых прочных материалов, но его прочность в двумерном пространстве было сложно перевести в 3D пространство до сих пор, сказал Ган Сеоб Юнг, аспирант Массачусетского технологического института кафедры гражданской и экологической инженерии. «То, что мы сделали, так это реализовали перевод графена в 3D пространство для использования в трехмерных структурах».

Команда инженеров опубликовала отчет о результатах своего исследования в журнале Science.

Новый материал был получен путем прессования мелких чешуек графена с помощью комбинации тепла и давления. Метод сейчас проходит все этапы патентования, поэтому более подробных данных исследователи не разглашают.

Структура нового материала на основе графена очень напоминает некоторые кораллы и ткани микроскопических существ, называемых диатомовыми водорослями. В процессе своих работ, ученые создали разнообразные 3D модели и протестировали их с использованием компьютерного моделирования. Они проводили испытания на сжатие и растяжение и обнаружили, что один из образцов имел 5 процентов плотности стали, но был в 10 раз прочнее ее.

Графен в виде 3х мерных структур может быть использован для печати в 3D принтерах, и может со временем помочь уменьшить использование классических конструкционных материалов, таких как сталь и чугун, эффективно снизить вес зданий и предметов. Высокая прочность и высокая химическая устойчивость таких углеродных материалов так же может помочь сделать архитектуру и инфраструктуру (мосты, эстакады, туннели) более устойчивыми.

Разработчики планируют продолжить работу, применяя новый метод к другим материалам, а так же выполнять другие эксперименты и исследования по улучшению характеристик и производительности получения материала на основе графена.

лечение суставов, лечение артрита, лечение артроза http://blog.vam3d.com/?p=1257

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает

Песчано полимерный материал

3D привет всем!

Сегодня я буду изготавливать и тестировать свойства такого материала как песчано полимер, полимером будет служить пластик, измельченные пэт бутылки, так как этого добра хватает по горло, они везде и в городе и на природе, и в море, наверно, скоро свалки пластика можно будет увидеть на луне и марсе, возле орбитальных станций.

Так вот, меня заинтересовала возможность изготовления различные нужных изделий для дома, допустим, лавочки, минифонтана, тротуарной плитки, столбиков для забора, блинов для штанги. В интернете поискал рекомендации по пропорции — соотношению песка и пластика, там советовали 5:1 и 4:1 по обьему.

Пластиковые бутылки я измельчал с помощью ручных ножниц, резал на квадраты размером 8х8мм, занятие это нудное и малопривлекательное.

Пробовал перемешивать песок с пластиком и ставить в духовку. В принципе результат был, но контролировать процесс неудобно, пластик при перегреве портится и теряет нужные нам свойства. Так что в итоге я пришел к нагреву смеси песка и полимера над пламенем газовой духовки с постоянным перемешиванием для равномерности прогрева.

Для справки: чтобы получить поллитра пластиковой стружки нужно пустить в расход десяток 2х литровых бутылок.

песчано полимерный материал

В первый раз я замешал песчано полимерную смесь в пропорции 1:4 (по обьему), она дала после остывания отдельные камушки, размером чуть больше размера стружки, тоесть 8-10 мм. Что меня не устроило. Жидкость на фото это вода, которой я охлаждал смесь после нагрева.

песчано полимерный материал

Затем я попробовал взять пропорцию 2:1 (песок:пластик), разогрел, перемешал и спрессовал, получилось тоже самое но камушки уже стали большего размера, но все равно не получалась монолитная структура.

Затем я взял пропорцию 1:1. И тут уже мои старания были вознаграждены. Я получил то, что хотел, вся смесь склеилась и после остывания дала цельный, крепкий кусок. Тут есть один ньюанс — смесь обязательно нужно спрессовать, я это делал руками в рукавицах.песчано полимерный материал

Потом я решил испытать песчано полимер на прочность. И попытался разбить острым краем молотка (весом 0,6 кг).

Один средний удар кусок выдержал без последствий, трещин не появилось. Во второй раз я ударил уже сильнее, и кусок развалился на 3 части.песчано полимерный материал

В принципе, твердость песчано полимера удовлетворительна, остатки застывшей смеси в эмалированной миске у меня получалось отодрать только вместе с эмалью, что говорит о хорошей адгезии, таким составом можно покрывать металлы для придания им особых свойств. Чисто практически, твердость песчано полимера получилась на уровне качественного бетона марки 500.

Видео тестирования прочности песчано полимерного материала можно посмотреть по ссылке https://youtu.be/WfQDQ6oaei8

Вывод: Песчано полимер можно вполне успешно использовать для дома, но процесс довольно муторный, смесь необходимо нагреть примерно до 200 градусов, а затем прессовать после заливки в форму. Без специальной дробилки для пластика изготавливать что либо обьемное не удастся, а если дробилка есть то можно делать. Изделие получается быстро, не нужно ждать месяц для набора прочности, если сравнить с бетонным изделием. Плюсом является то, что песчано полимер не боится воды и при использовании пигментных красителей ему можно придать привлекательный вид.

————

Виталий Сыроед

Блог инженера конструктора

для тех, кто думает