科学家最新研制超轻材料其强度是钢铁的十倍

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[摘要]目前，美国麻省理工学院研究人员最新研制一种超轻、超结实材料，其强度是钢铁的10倍。

如图所示，这是科学家最新研制的石墨烯3D结构，在热量和压力作用下，该材料形成特殊结构，测试显示它的硬度是钢铁10倍。

据英国每日邮报报道，目前，美国麻省理工学院研究人员使用石墨烯材料设计出世界上最轻、最结实的材料，他们通过压缩和熔合石墨烯片，这是一种二维碳材料，这种最新材料仅具有钢铁5%密度，但是硬度却是钢铁的10倍，它可用于轻重量、超强材料应用领域。

使这种新材料硬度增强的关键因素是它的几何3D结构，而不是该材料自身，从而表明可采用其它物质建造成为类似几何结构，实现超轻和超强硬度的特性。这项最新研究发表在近期出版的《科学进展杂志》上。

据悉，美国麻省理工学院研究人员对石墨烯单个原子进行了分析，二维石墨烯材料较为结实，并具有一定的电气性质。麻省理工学院民用和环境工程部主管马库斯-比埃勒(Markus Buehler)博士称，但是石墨烯二维结构非常薄，仅是单个原子的厚度，它很难用于制造汽车、房屋或者其它设施的3D材料。我们所做的就是将这种2D材料转变成为3D结构。

为了制造3D石墨烯材料，研究小组使用热量和压力压缩了石墨烯片，这一过程产生较强的稳定结构，类似于珊瑚和叫做硅藻的小型藻类。研究负责人、麻省理工学院民用和环境工程部助理研究员秦昭(音译)说：“一旦我们建造这种3D结构，我们希望观察其极限特征，测试我们制造最结实材料的真实属性。”

为了测试该材料的强度等级，研究人员研制了不同等级的3D模型，然后提交进行各种测试。最新研制的3D石墨材料表面弯曲变形，类似于被折叠的纸张，相比之下，纸张在长度和宽度方面并不具有更大的强度，很容易被揉皱。当石墨烯折叠成某种外形时，例如：形成管状结构，管状结构长度的强度将增大，可承受更多的重量。按照类似的方法，石墨烯片的几何排列可自然形成一种较强的结构。