La estructura de la espuma 3DGraphene. (A) Esquema de la formación y estructura de la espuma de grafeno 3D a granel. La densidad espacial de los átomos de oxígeno principalmente en los bordes en el esquema se ajustó para mayor claridad, pero no representaba su proporción real en el material. (B) Imagen de microscopía electrónica de barrido (SEM) de sección transversal de la espuma 3D Grafeno (a lo largo de la dirección axial) con una estructura homogénea y altamente porosa. (C) SEM ampliado de la espuma 3D Grafeno. Recuadro:Ampliación del área seleccionada que demuestra que las láminas de grafeno están químicamente reticuladas en el nodo celular (con una configuración cuasi-hexagonal). Barras de escala, 200 micras (B), 50 micras (C), y 10 µm [recuadro de (C)]. Crédito: Avances de la ciencia (2019). DOI:10.1126 / sciadv.aav2589
Un equipo de investigadores con miembros de la Universidad de Nankai en China y la Universidad de Rice en los EE. UU. Ha desarrollado un tipo de espuma que conserva su blandura cuando se expone a temperaturas extremadamente frías. En su artículo publicado en la revista Avances de la ciencia , el grupo describe cómo hicieron su espuma, cómo se comportó en diferentes condiciones de temperatura y posibles usos para él.
Los investigadores señalan que casi todos los materiales se vuelven más frágiles y rígidos cuando se exponen a temperaturas muy frías. a menudo conduce a la pérdida de fuerza. En este nuevo esfuerzo, los investigadores buscaron encontrar un material que se recuperara después de ser aplastado mientras estaba expuesto a temperaturas extremas. Con ese fin, miraron al grafeno como una posible solución. Investigaciones anteriores han demostrado que las láminas de grafeno permanecen flexibles y resistentes al desgarro en un rango muy amplio de temperaturas.
Para crear su material, los investigadores obtuvieron pequeñas láminas de grafeno y luego las cortaron en formas muy pequeñas, que conectaron entre sí utilizando átomos de oxígeno de una manera que se asemejaba a una malla. Investigaciones anteriores también habían demostrado que el grafeno unido a oxígeno permanece firmemente conectado bajo variaciones extremas de temperatura. El producto resultante parecía un pequeño, esponja oscura.
Los investigadores probaron su espuma exponiéndola a temperaturas muy altas y bajas y luego comprimiéndola varias veces utilizando un dispositivo de compresión que construyeron. Informan que su espuma se comportó igual a -269,15 grados C que a temperatura ambiente. Después de la compresión a solo una décima parte de su tamaño original, volvió a aparecer casi a su forma original. También informan que la espuma se comportó bien a altas temperaturas. Cuando se calentó a 1000 grados C, funcionó casi tan bien en las pruebas de compresión como lo hizo a temperatura ambiente.
Los investigadores sugieren que su espuma demuestra que el uso de materiales superdelgados como el grafeno puede dar lugar a una espuma con una propiedad única; afirman que este también podría ser el caso de otros materiales. como los fabricados con semiconductores 2-D o compuestos inorgánicos. También señalan que su espuma podría resultar útil para crear materiales para su uso en el espacio.
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