Графеновые хлопья: прочный композит с улучшенными свойствами
11.03.2019
Лазерно-индуцированный графен (ЛИГ), ультратонкая пена из хлопьев, имеет много специфических свойств. А после того как израильские и американские химики соединили наноматериал с другими веществами, их стало ещё больше.
История возникновения LIG начинается в 2014 г., когда в лаборатории Джеймса Тура из Университета Райса тонкая полиамидная пластина подверглась воздействию промышленного лазера. Высокая температура превратила серебро из полимера в графен.
Оказалось, что этот простой способ менее затратный, чем традиционное химическое пароосаждение. Единственное, такой графен очень хрупкий. Он сгибается, сворачивается и растягивается, но рассыпается при растирании в ладонях. Для улучшения качеств и получения новых свойств к нему стали добавлять резину, пластмассу, воск, цемент и т. п.
Процесс смешивания заключается в том, что на графен, лежащий на полиамиде, насыпается или наносится методом горячего прессования тонкий слой другого вещества. После затвердения жидкости полиамид убирают.
Изображение, полученное на сканирующем электронном микроскопе, показывает композицию полистирола и графена, индуцированного лазером. Credit: Tour Group/Rice University
В зависимости от добавки получаются мягкие или твердые композиты из графеновых хлопьев. Первые могут использоваться в производстве «умной» одежды. Вторые – для создания водоотталкивающих покрытий. Слой ЛИГ толщиной 20 мк под напряжением обладает бактериостатическим свойствами.
Ученые пишут, что добавки в жидкой форме лучше всего сохраняют прочность хлопьев. Они быстро греются и под напряжение ведут себя предсказуемо. Эти композиты пригодятся для производства такой продукции, как противообледенительные пленки, согревающие повязки или зимняя одежда с подогревом.
В прошлом году эти же учёные нашли ещё одну сферу применения графеновой пены – создание 3D-проводников. Технология производства напоминает приготовление многослойного бутерброда. Полученные блоки можно использовать для изготовления конденсатора.