鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是土木工程中一種安全可靠的結(jié)構(gòu)。日前,萊斯大學(xué)的“鋼筋石墨烯”由幾個(gè)多環(huán)紋層碳納米管打造而成。 在此前工作中,這個(gè)研究團(tuán)隊(duì)已創(chuàng)建了三維石墨烯泡沫,并已使用納米管來強(qiáng)化常規(guī)的準(zhǔn)二維石墨烯。
這項(xiàng)研究的首席研究員 James Tour表示:“我們研發(fā)了石墨烯泡沫,但對于我們所設(shè)想的應(yīng)用來說,它還不夠堅(jiān)固,所以使用碳納米管來強(qiáng)化它是很自然的事情?!?BR>
研究團(tuán)隊(duì)將納米管與粉末狀鎳催化劑和糖混合以獲取碳。然后將該物質(zhì)的干燥顆粒在螺絲釘形狀的鋼模中壓制,通過化學(xué)氣相沉積法將糖中的碳轉(zhuǎn)化為石墨烯。除去殘留的少量鎳,最終形成純碳螺絲釘形狀的石墨烯泡沫。
將其放在電子顯微鏡下觀察時(shí),研究人員可以看到納米管的外層已開始“解壓”,并與石墨烯結(jié)合,這使得材料能夠支撐超過其自身重量3000倍的負(fù)載,而不會受到永久損壞。即使重量超過其自身8500倍,也只有25%的結(jié)構(gòu)會永久變形。相比之下,沒有納米管結(jié)構(gòu)支撐的石墨烯泡沫僅能支撐其自身重量約150倍的負(fù)載。
這項(xiàng)研究發(fā)表在《美國化學(xué)會-應(yīng)用材料與界面》(ACS Applied Materials & Interfaces)期刊上。