Grafen gør gummi mere gummiagtigt

I en artikel offentliggjort i Kulstof , Dr. Aravind Vijayaraghavan og Dr. Maria Iliut fra Manchester har vist, at tilsætning af en meget lille mængde grafen, verdens tyndeste og stærkeste materiale, til gummifilm kan øge både deres styrke og elasticitet med op til 50%. Tynde gummifilm er allestedsnærværende i dagligdagen, bruges i alt fra handsker til kondomer.

I deres eksperimenter, forskerne testede to slags gummiagtige materialer – naturgummi, består af et materiale kaldet polyisopren, og et menneskeskabt gummi kaldet polyurethan. Til disse, de tilføjede grafen af ​​forskellige slags, mængder og størrelse.

I de fleste tilfælde, det observerede de, at det resulterende kompositmateriale kunne strækkes i højere grad og med større kraft, før det gik i stykker. Ja, at tilføje kun en tiendedel af en procent grafen var alt, der skulle til for at gøre gummiet 50 % stærkere.

Dr. Vijayaraghavan, der leder den nanofunktionelle materialegruppe, forklarer "En komposit er et materiale, der indeholder to dele, en matrix som er blød og let og en filler som er stærk. Taget sammen, du får noget, der er både let og stærkt. Dette er princippet bag kulfiberkompositter, der bruges i sportsvogne, eller Kevlar-kompositter, der bruges i rustning.

"I dette tilfælde, vi har lavet en komposit af gummi, som er blød og strækbar, men skrøbelig, med grafen, og det resulterende materiale er både stærkere og mere strækbart."

Dr Maria Iliut, en forskningsmedarbejder i Dr. Vijayaraghavans gruppe, beskriver, hvordan dette materiale er fremstillet:"Vi bruger en form for grafen kaldet grafenoxid, som i modsætning til grafen er stabil som en dispersion i vand. Gummimaterialerne er også i en form, der er stabil i vand, giver os mulighed for at kombinere dem, før vi danner tynde film med en proces kaldet dip moulding."

"Det vigtige her er, at fordi disse film er så tynde, vi har brug for et styrkende fyldstof, som også er meget tyndt. Heldigvis, grafen er både det tyndeste og stærkeste materiale, vi kender til."

Projektet kom ud fra en opfordring fra Bill &Melinda Gates Foundation, at udvikle et mere ønskværdigt kondom. Ifølge Dr. Vijayaraghavan, dette kompositmateriale har enorme implikationer i dagligdagen.

Han tilføjer "Vores tankegang var, at hvis vi kunne gøre gummiet, der bruges i kondomer, stærkere og mere strækbart, så kunne du bruge det til at lave endnu tyndere kondomer, som ville føles bedre uden at gå i stykker.

"Der kan fremføres lignende argumenter for at bruge dette materiale til at lave bedre handsker, sportstøj, medicinsk udstyr og så videre. Vi ser en betydelig industriel interesse for dette område, og vi håber, at flere virksomheder ønsker at blive involveret i de kommercielle muligheder, denne forskning kan skabe."