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石墨烯带来更薄更强劲的新型橡胶

近日,一位印度裔的研究者,亚拉文-维贾亚勒格文最新研制的一种新型复合材料。这种材料是以橡胶为原材料,在其中添加少量的石墨烯。最终得到的石墨烯橡胶在强度和弹性上都有很大的提升。

新型石墨烯橡胶

研究者亚拉文-维贾亚勒格文和玛利亚-依柳茨二人首先研制出了一种新型的复合橡胶,这种橡胶柔软而又富有弹性,唯一的缺陷就是过于脆弱。二人就开始寻找新的填充物。“复合材料包含了两个方面,一方面是又软又轻的基本框架;另一方面是坚固的填充物。将两者结合在一起,就能得到一种质轻而坚固的新材料。这就是用于跑车的碳纤维复合材料和用于制造防弹衣的芳纶复合材料的制造原理。”维贾亚勒格文说。为了得到这种坚固的填充物,二人分别使用了天然橡胶和人工橡胶作为试验品,最终发现,添加石墨烯可以增加橡胶50%的弹性和强

“整个研究的关键在于这些膜非常薄,使得我们必须寻找一种同样非常薄的加强填充物。幸运的是石墨烯是我们所知的最薄并且最强的材料” 依柳茨说到。在找到填充物之后,二人就用了一种被称为石墨烯氧化物的新形态石墨烯,这种石墨烯最大的不同就是可以稳定的散布在水中。橡胶材料同样以在水中稳定的形态,来和石墨烯进行融合,然后再通过浸渍模塑的方法来形成薄膜。最终得到集合了柔软、弹性和强度三方面的新型复合橡胶。该项目旨在开发一个更为理想的避孕套。从中可以看出新型石墨烯材料在日常生活中已经产生了巨大影响。

石墨烯使生活变得更有趣

1、可折叠柔性电子产品

特斯拉并没有采用跑车的一个原因是,石墨烯电池制作成本太高,且非常困难,生产周期长。促进产品流程的一种方法是在石墨材料掺杂,从而可以从石墨鸡尾酒液体转变成石墨烯基材料。一种方法是用激光照射这种液体从而获得石墨烯基超级电容器,就像UCLA的研究人员在2013年做的那样。这种石墨混合溶液通常被称为石墨墨水,其还有其他用途,包括可印刷柔性电子屏幕等。

2、耐用仿生学

人们永远想象不到失去一只手臂或者一条腿会有多崩溃。假肢可以帮助,但他们并非完美的替代品。电子假肢,即仿生学,正在革新医疗领域,可以提供更好的移动性能,其中石墨烯扮演着至关重要的角色。理论上来讲,医生可以使用石墨烯来实现分子间的导电,从而可以让人通过意念控制假肢。此外,石墨烯并不会和身体中的血液相接触,因此可以延长其使用时间。

3、水资源短缺的终结者

全世界大约8亿人不能喝到干净的饮用水,石墨烯可以改变这一切。在2015年3月份,Oak Ridge国家实验室的一个团队宣布,他们开发了一种孔状石墨烯膜,可以有效去除盐水中的盐分。传统来讲,水并不能通过石墨烯,因为其构成太过紧密。该团队在石墨烯上制备足够大的洞可确保水能顺利流下,但是其尺寸比盐分子小,从而不让盐分子通过。在测试过程中,这种石墨烯膜几乎过滤掉了100%的盐分子。

来源:江南石墨烯研究院

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