3D打印材料中石墨烯是一種怎樣的材料?為什么稱為超級(jí)材料?

dy1993   2016-10-17 17:46:13

石墨烯是一種研究性極強(qiáng)的多用途物質(zhì),是一種由碳原子構(gòu)成的單層片狀結(jié)構(gòu)的新材料,只有一個(gè)碳原子的厚度。碳原子之間相互連接成六角網(wǎng)格。鉛筆芯用的石墨就相當(dāng)于無(wú)數(shù)層石墨烯疊在一起,而碳納米管就是石墨烯卷成了筒狀。

石墨烯是由碳六元環(huán)組成的二維(2D)周期蜂窩狀點(diǎn)陣結(jié)構(gòu),它可以翹曲成零維(0D)的富勒烯(fullerene),卷成一維(1D)的碳納米管(carbon nano-tube, CNT)或者堆垛成三維(3D)的石墨(graphite),因此石墨烯是構(gòu)成其他石墨材料的基本單元。石墨烯的基本結(jié)構(gòu)單元為有機(jī)材料中最穩(wěn)定的苯六元環(huán), 是目前最理想的二維納米材料。

石墨烯是迄今為止自然界最薄、強(qiáng)度最高的材料,具有透明、導(dǎo)電性強(qiáng)、可彎折、機(jī)械強(qiáng)度好等特征,可以被無(wú)線拉伸,彎曲到很大角度不斷裂,還可以抵抗很高的壓力,它可以像鉆戒一樣堅(jiān)韌,比鋼鐵強(qiáng)200倍,又像橡膠一樣堅(jiān)韌。

關(guān)于3D打印技術(shù)與石墨烯的結(jié)合,另一個(gè)值得關(guān)注的事件就是:2015年11月23日,知名3D打印材料公司Graphene 3D Lab通過(guò)其電子商務(wù)網(wǎng)站向外界宣布推出新型3D打印材料Graphene Flex Foam(石墨烯柔性泡沫)。

Graphene Flex Foam是一種多層獨(dú)立式柔性石墨烯泡沫,它將導(dǎo)電性彈性復(fù)合材料與超輕的石墨烯泡沫結(jié)合在了一起。這種泡沫,實(shí)際上是具有高導(dǎo)電性的三維化學(xué)氣相沉積(CVD),與復(fù)合材料結(jié)合,從而具備了石墨烯的多個(gè)優(yōu)良屬性。作為一種柔軟的泡沫,該材料具備重量輕、可重構(gòu),具有多孔結(jié)構(gòu),而且易于使用和處理等特點(diǎn)。

Graphene Flex Foam是在離子電池的電極制造中優(yōu)質(zhì)的基本材料,非常適合用于穿戴電子產(chǎn)品,這是因?yàn)殡娮悠骷?、傳感器和?dǎo)線等都非常需要通過(guò)這種柔性的可穿戴材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。

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