Egy új grafén anyagot fejlesztettek ki, ami rugalmas és olyan kemény, mint a gyémánt

A tudósok létrehoztak egy új, diamén nevű anyagot, amely olyan rugalmas lehet, mint az alufólia, de elég kemény ahhoz, hogy megállítson e...

A tudósok létrehoztak egy új, diamén nevű anyagot, amely olyan rugalmas lehet, mint az alufólia, de elég kemény ahhoz, hogy megállítson egy lövedéket.

A fejlesztést a New York-i Városi Egyetemen (CUNY) az Advanced Science Research Center (ASRC) vezette, melyről tanulmány jelent meg a Nature Nanotechnology című tudományos folyóiratban. (1)

A tanulmány bemutatja, hogy két réteg grafén (mindegyik egy atomnyi vastagságú) hogyan használható gyémántszerű anyag előállításához, amely képes ellenállni egy szobahőmérsékleten történő becsapódásnak. Az ilyen anyagok potenciálisan sokféle felhasználási lehetőséggel rendelkeznek, kezdve a vízálló védőbevonatoktól az ultrakönnyű golyóálló mellényig.

"Ez a legvékonyabb film a valódi gyémánt merevségével és keménységével," - nyilatkozta Elisa Riedo, az ASRC fizika professzora és a projekt vezető kutatója. "Korábban, amikor grafitot vagy egyetlen grafén atomréteget teszteltünk, nyomást alkalmazva nagyon puha filmet éreztünk, de amikor a grafitfilm pontosan két réteg vastag volt, hirtelen rájöttünk, hogy a nyomás alatt lévő anyag rendkívül kemény és merev lesz, mint a gyémánt." (2)

A diamén egészen addig puha és hajlékony, amíg nyomást nem gyakorolnak rá, de komoly erőhatásra sokkal merevebb lesz. Tehát ha például a diamént egy golyóval meglövik, megakadályozza, hogy a golyó átmenjen rajta. A tanulmány során először számítógépes szimulációk segítségével modellezték az anyagot. Ezután atomi erő mikroszkópot alkalmaztak, hogy nyomást fejtsenek ki a két rétegű grafénre, és az eredmények megegyeztek a számításokkal.

Érdekes, hogy a grafén-gyémánt átmenet csak két rétegű grafén esetében jelentkezik. Több vagy kevesebb réteggel nem működött.

"A grafit és a gyémánt teljes egészében szénből áll, de az atomok különbözőképpen vannak elrendezve minden egyes anyagban, így különféle tulajdonságokkal rendelkeznek, vagyis eltérő a keménységük, a rugalmasságuk és az elektromos vezetőképességük," - mondta Angelo Bongiorno, a CUNY kutatócsoportjának tagja. "Az új technika lehetővé teszi számunkra, hogy manipuláljuk a grafitot, hogy bizonyos körülmények között felvehesse a gyémánt előnyös tulajdonságait."

A "csodaanyagnak" nevezett grafént először 2004-ben fedezték fel, miután grafitot szeleteltek fel olyan vékonyra, amely csupán egyetlen atomréteget tartalmazott. A tudósok azóta az anyag számos újszerű felhasználási lehetőségét fedezték fel, kezdve a tiszta energiától az éjjellátó lencsékig. Most talán a testpáncél is felkerülhet a listára.

(1) - https://www.nature.com/articles/s41565-017-0023-9.epdf
(2) - http://www.asrc.cuny.edu/2017/12/18/diamene-study/