GO dej gør grafen let at forme og forme

Et team fra Northwestern University omformer grafenens verden - bogstaveligt talt.

Holdet har forvandlet grafenoxid (GO) til en blød, formbar og æltbar legedej, der kan formes og omformes til fritstående, tredimensionelle strukturer.

Kaldes "GO dej, "produktet kan være sjovt at lege med det, men det er mere end et legetøj. Det formbare materiale løser adskillige langvarige – og nogle gange eksplosive – problemer i grafenfremstillingsindustrien.

"I øjeblikket lagres grafenoxid som tørre faste stoffer eller pulvere, som er tilbøjelige til forbrænding, " sagde Jiaxing Huang, der ledede undersøgelsen. "Eller de skal gøres til fortyndede dispersioner, som multiplicerer materialets masse med hundreder eller tusinder. "

Huang fortalte om sin seneste forsendelse af 5 kg grafenoxid, som blev spredt i 500 liter væske. "Det skulle leveres i en lastbil, " sagde han. "Den samme mængde grafenoxid i dejform ville veje omkring 10 kg, og jeg kunne bære det selv."

Forskningen blev offentliggjort i dag (24. januar) i tidsskriftet Naturkommunikation . Huang er professor i materialevidenskab og teknik ved Northwesterns McCormick School of Engineering.

grafenoxid, som er et produkt af grafitoxidation, bruges ofte til at lave grafen, et enkelt atomlag tykt lag af kulstof, der er bemærkelsesværdigt stærkt, let og har potentiale til anvendelser inden for elektronik og energilagring.

Tilsæt bare vand

Huangs team lavede GO-dej ved at tilføje en ultrahøj koncentration af grafenoxid til vand. Hvis holdet havde brugt bindende tilsætningsstoffer, de ville have været nødt til at behandle materialet yderligere for at fjerne disse tilsætningsstoffer for at returnere grafenoxid til sin rene form.

"Tilføjelse af bindemidler såsom plast kan gøre alt til en dejtilstand, " sagde Huang. "Men disse tilsætningsstoffer ændrer ofte væsentligt materialets egenskaber."

Efter at være blevet formet til strukturer, dejen kan omdannes til tætte faste stoffer, der er elektrisk ledende, kemisk stabil og mekanisk hård. Eller, mere vand kan tilsættes dejen for at omdanne den til en højkvalitets GO dispersion efter behov. Dejen kan også bearbejdes yderligere til fremstilling af bulkgrafenoxid og grafenmaterialer i forskellige former med afstembare mikrostrukturer. Huang håber, at GO-dejens brugervenlighed kan hjælpe grafen med at opfylde sit længe ventede potentiale som supermateriale.

"Min drøm er at gøre grafen-baserede ark til et bredt tilgængeligt, let anvendeligt ingeniørmateriale, ligesom plastik, glas og stål, " sagde Huang. "Jeg håber, at GO-dej kan hjælpe med at inspirere til nye anvendelser af grafenbaserede materialer, ligesom hvordan legedej kan inspirere små børns fantasi og kreativitet."