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 3D列印另一突破發展-比鋼強10倍的石墨烯結構材料 

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一講到堅固的材料,我們第一直覺就會聯想到又重又札實的材質,現在全新研發材料要顛覆大家的既有概念! 美國麻省理工學院(Massachusetts Institute of Technology、MIT)的科學家通過3D列印技術重塑石墨烯薄片,製造出類似海綿形狀的三維石墨烯結構材料,密度僅為鋼材的5%,而堅固程度則比鋼材強10倍之多,是迄今最輕量的堅固材料之一,而且材料結構基本上可以應用於任何材質之中,並不局限以石墨烯用原材料,仍能獲得相同的材料性能。

 

減輕重量 堅固度反而增加

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石墨烯是公認最堅固的2D材料,研究團隊在實驗室模擬石墨烯在大自然因熱和壓力形成的獨有原子幾何形狀結構的過程,利用3D列印機在相似的環境因素造出擴大數千倍的結構。這個類似珊瑚和矽藻類生物的結構有比傳統材料更大的表面面積與體積比,形成非常堅固的結構,降低重量的同時獲得與傳統材料同等的堅固程度。研究人員發現,堅固性提高與石墨烯的形狀更相關。

 

成本降低 能源損耗降低

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研究團隊以塑膠重複製造出同一結構,並證明結構應用在不同材料的可行性,未來使用這個多孔形狀結構產生製造橋樑、過濾水源或化學物質、及用作飛機的原材料,可塑性高且用途廣泛,成本及能源損耗亦較傳統的材料加工來得便宜,令工業產品結構向原子結構建構方向發展,研究的詳細內容已經在雜誌《Science Advances》發佈。

 


參考下面的影片,可了解團隊如何使用3D列印模型來測試不同幾何體的強度。

資料來源: Techstart科技創誌、CNET

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