(PhysOrg.com) - Con una resistencia 200 veces mayor que la del acero, el grafeno es el material conocido más fuerte que existe. Pero ahora los científicos han descubierto que doblar nanocintas de grafeno en estructuras que llaman "grafold" puede permitirle soportar cargas de compresión aún mayores.

Los investigadores, Yongping Zheng y Zhigao Huang de la Universidad Normal de Fujian en China; Ning Wei y Zheyong Fan de la Universidad de Xiamen en China; y Lanqing Xu de ambas universidades, han publicado su estudio en un número reciente de Nanotecnología .

“Los resultados de este trabajo proporcionan una nueva ruta para adaptar las propiedades de los nanomateriales basados ​​en grafeno, "Dijo Zheng PhysOrg.com . "Actualmente, muchos investigadores e ingenieros están preocupados por el dopaje, alquimia, etc. Hemos demostrado aquí que la reconstrucción de estructuras también podría dar lugar a resultados interesantes ".

En su estudio, los investigadores utilizaron simulaciones de dinámica molecular para investigar el grafold. Compararon el grafeno con el grafold en dos áreas:tensión (la fuerza que separa el material) y compresión (la fuerza que empuja el material junto). La capacidad de alargarse y exprimirse sin dañar es muy útil para aplicaciones de ingeniería. Sin embargo, como explican los investigadores, el grafeno solo tiene una alta resistencia a la tracción; debido a su naturaleza bidimensional, es "suave" bajo compresión y no se puede apretar.

A diferencia de, Las simulaciones de los investigadores mostraron que el grafold es "más duro" que el grafeno y puede soportar cantidades mucho mayores de compresión (10-25 GPa dependiendo de la estructura del grafold en comparación con menos de 2 GPa para el grafeno). Si bien su resistencia a la compresión es significativamente mayor que la del grafeno, La resistencia a la tracción de Grafold se acerca a la del grafeno. El módulo de Young (una medida de elasticidad) y la deformación por fractura del grafold son un poco más bajos que los del grafeno. Los científicos observaron que varios otros materiales pueden soportar una mayor compresión que el grafold, incluidos los nanotubos de carbono, que puede alargarse y exprimirse como un grafold.

"Como es bien sabido, el grafeno no puede soportar ninguna compresión, ”Dijo Zheng. "A través de plegado, el grafeno se transforma en grafold y se puede comprimir hasta una cierta cantidad. Incluso cuando está muy comprimido, no se romperá Simplemente apriete en un cinturón doblado más corto. Es más, la deformación es elástica. Tal como lo conocemos, si la resistencia excede el punto de ruptura de los nanotubos de carbono, se bloqueará y nunca volverá a su forma original ".

Una de las ventajas de grafold es que doblar una nanocinta de grafeno para crear un grafold será mucho más fácil que enrollarla para crear un nanotubo de carbono. Más, Las propiedades mecánicas de Grafold se pueden ajustar modificando el diseño de plegado, como cambiar el tamaño, forma, y número de pliegues.

En general, los resultados de las simulaciones proporcionan una nueva ruta para adaptar las propiedades de los nanomateriales basados ​​en grafeno, lo que podría dar lugar a aplicaciones mecánicas avanzadas. Los investigadores esperan fabricar experimentalmente grafold en un futuro próximo.

“Podría haber aplicaciones versátiles, ”Dijo Zheng. "Diga, se podría utilizar la rigidez elástica y de baja a media del grafold en aplicaciones donde se requiere una gran amortiguación ".

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