Forskere finder mindre er mere ved at tilføje grafen til nanofibre

(Phys.org) —Figurering af, at hvis nogle er gode, mere må være bedre, forskere har forsøgt at pakke mere grafen, et supermateriale, i strukturelle kompositter. Kollaborativ forskning ledet af materialeringeniører fra University of Nebraska-Lincoln opdagede, at, I dette tilfælde, mindre er mere.

Holdet, ledet af Yuris Dzenis, McBroom professor i mekanik og materialeteknik og medlem af UNL's Nebraska Center for Materials and Nanoscience, lært, at brug af en lille mængde grafenoxid som en skabelon forbedrer kulnanomaterialer, som, på tur, lover at forbedre kompositmaterialer. Kompositter bruges i alt fra fly til cykler og golfkøller.

Grafen er et et-atom tykt lag af kulstof med en krystallinsk struktur, der gør det usædvanligt stærkt og en fremragende varme- og elektrisk leder. Det var genstand for forskning, der tjente Nobelprisen i fysik i 2010.

UNL -ingeniører samarbejdede med forskere fra Northwestern University og Materials and Electrochemical Research Corp. i Tucson, Ariz., på denne undersøgelse. UNL -teamet udviklede en proces til at inkorporere nanopartikler af grafenoxid som en skabelon til at styre dannelsen og orienteringen af ​​kontinuerlige carbon -nanofibre, hvilket skulle forbedre fiberens egenskaber. Denne proces indebærer krøllning af grafen, som at krumme et stykke papir, på en måde, der forbedrer grafen som et skabelon- og orienteringsmiddel. Kun små mængder krøllet grafen -nanopartikler er nødvendige. En gruppe ledet af kemikeren SonBinh Nguyen fra det nordvestlige syntetiserede grafenoxidet.

"Mange mennesker forsøger at putte så meget grafen som muligt i fibre, "Sagde Dzenis, tilføjer, at det er svært at gøre. "Men vi gjorde det utraditionelle:Vi brugte meget små mængder efterfulgt af kulsyre."

Den resulterende carbon nanofiberstruktur har en orientering svarende til fibre med demonstreret forbedret styrke og andre egenskaber, Sagde Dzenis. Han og hans kolleger tester nu deres grafenbaserede nanofibre for disse forbedrede egenskaber samt forbedring af teknikken.

Metoden er lovende, han sagde. Det kan sænke omkostningerne ved fremstilling af kompositter betydeligt, fordi det kun kræver små mængder dyre nanopartikler og bruger en billig nanofiber fremstillingsproces, som blev udviklet på UNL.

"Alt dette har potentiale til højtydende, men, på samme tid, billige carbon nanofibre, "Sagde Dzenis.

Holdet rapporterede sine resultater i 10. december -udgaven af Avancerede funktionelle materialer .