Esquemas de la estructura "intercalada" de las fibras GO y las fibras de grafeno:(1) fibra GO con cargas LGGO y SMGO optimizadas; (2) fibra de grafeno optimizada con una estructura compacta y muy ordenada con un 30% en peso de SMGO llenando los microhuecos; (3) fibra de grafeno de LGGO puro que muestra una estructura muy ordenada pero menos densa; y (4) fibra de grafeno de SMGO puros que muestran una alineación de hoja aleatoria. Crédito: Ciencias 4 de septiembre de 2015:Vol. 349 no. 6252 págs. 1083-1087 DOI:10.1126 / science.aaa6502
(Phys.org) —Un equipo de investigadores que trabaja en el Instituto Politécnico Rensselaer ha encontrado una manera de crear una fibra de grafeno que es más fuerte y mantiene las propiedades conductoras mejor que los esfuerzos anteriores. En su artículo publicado en la revista Ciencias , el equipo describe su técnica y sugiere posibles usos para el material resultante.
El grafeno tiene una excelente conductividad y resistencia mecánica, cuando está en su forma 2D:lograr que mantenga ambos atributos cuando se usa para hacer productos 3D, sin embargo, ha sido problemático. En este nuevo esfuerzo, los investigadores informan sobre una nueva técnica que desarrollaron para crear fibra de grahene que ofrece mayor conductividad térmica y eléctrica y mejor resistencia que otros métodos.
Investigaciones anteriores han demostrado que es posible fabricar fibras de grafeno mediante la creación de láminas de óxido de grafeno (GO) en una solución líquida mediante un método de hilado en húmedo; las fibras de grafeno se crean mediante una reducción de la técnica de fibras GO. Desafortunadamente, el material que se crea no tiene suficientes atributos positivos del grafeno 2D para que sea útil. En este nuevo esfuerzo, los investigadores adoptan el mismo enfoque, pero vaya un paso más allá:tejen láminas del mismo tamaño que otros han producido, luego teje algunos más que sean más pequeños, luego tejen las dos capas juntas; esto permite llenar los "vacíos" (defectos que ocurren durante el proceso) en los materiales más grandes, lo que da como resultado la creación de un producto final que tiene mejores propiedades eléctricas (35,8 por ciento), mejores propiedades térmicas (31,6 por ciento) y mayor resistencia a la tracción (de 940 megapascales en promedio a 1080 MPa).
Los investigadores creen que su proceso allana el camino para la creación de materiales útiles para el mundo real hechos con grafeno, como los que podrían usarse para administrar el calor en la electrónica en aplicaciones de alta potencia. o al permitir la creación de materiales compuestos con atributos superiores, almacenamiento de energía y sensores y / o membranas nuevos o mejores. También planean continuar su trabajo con el proceso, con la esperanza de comprender mejor la estructura de la fibra que crean y, con suerte, refinarla aún más para permitir la creación de un material que retenga aún más los atributos positivos del grafeno 2D.
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