Grafen gør let arbejde med flydesign

(PhysOrg.com) -- Hurtigere og lettere fly kunne bygges ved hjælp af et utroligt supertyndt materiale, kun et atom tykt, ifølge ny forskning udført ved University of Manchester.

Skrivning i journalen avancerede materialer, et hold af materialeforskere og fysikere siger, at grafen har potentialet til at erstatte kulfibre i højtydende materialer, der bruges til at bygge fly.

Grafen - opdaget i 2004 af fysikerne Prof Andre Geim og Dr. Kostya Novoselov ved University of Manchester - er et todimensionelt lag af kulstofatomer, der ligner hønsenet.

Ud over at være en fremragende leder af elektroner, med potentiale til at erstatte silicium, grafen er også et af de stiveste kendte materialer. En nylig undersøgelse viste, at det var det stærkeste materiale, der nogensinde er målt.

Dette fik forskere til at undersøge dets adfærd og egenskaber, når de blandes med andre materialer.

Et team fra University of Manchester, som omfattede Dr. Novoselov, satte et enkelt grafenark mellem to lag polymer og brugte en teknik kaldet Raman-spektroskopi til at måle, hvordan kulstofbindingerne reagerede, når grafenen blev strakt.

Raman-spektroskopi virker ved at skinne et laserlys på et molekyle og derefter indsamle og analysere bølgelængden og intensiteten af ​​det resulterende spredte lys.

Teknikken måler grundlæggende bindingsvibration mellem atomer. Når forskere strækker båndet, ændrer vibrationen frekvens. Det kan sammenlignes med at stemme en guitarstreng og høre tonehøjden ændre sig.

Forskere var i stand til at bruge Raman-spektroskopi til at se på ændringen af ​​bindingens vibrationsenergi og derefter beregne ændringen i bindingslængden. Ud fra denne information beregnede de forbedringen i stivhed grafenen gav til polymerkompositten.

Professor Robert Young fra School of Materials, sagde:"Vi har fundet ud af, at teorierne udviklet for store materialer stadig holder, selv når et materiale kun er et atom tykt."

"Vi kan nu begynde at bruge årtiers forskning i traditionelle kulfiberkompositter til at designe den næste generation af grafenbaserede materialer."

Dr Ian Kinloch, en forsker ved School of Materials, kommenterede:"Dette relativt nye materiale fortsætter med at forbløffe, og dens utrolige egenskaber kunne bruges til at lave strukturelle, letvægtskomponenter til brændstofeffektive køretøjer og fly."