Сравнение
Личный кабинет
Корзина

Исследователи применяют 3d-печать для производства графена в промышленных количествах

12.01.2018

Графен – революционный материал XXI столетия. Это самый прочный, самый легкий и электропроводящий вариант углеродного соединения, которому сулят главную роль в новой технической революции. Ряд тестов показал, что графен в 100 раз прочнее металла, он же намного лучше проводит тепло и электрический ток. Но есть одно «но»: двумерный кристалл тяжело производить в большом объеме. По крайней мере, так было до недавнего времени.

Ученые из Тяньцзиньского университета объединили усилия с научными сотрудниками университета Райса (г. Хьюстон), и с помощью объемной печати рабочей группе удалось получить сантиметровые куски графена. Результаты исследования зафиксированы в документе «Трехмерные печатные графеновые пены». Сами специалисты предполагают, что проведенная работа может послужить основой для алгоритма по производству углеродного соединения в промышленных масштабах.

«Наше исследование является первым в своем роде. Нам удалось продемонстрировать, как создать 3-мерную графеновую пену из материалов, которые имеют мало общего с этой модификацией углерода. Этот способ подвергается масштабированию для разработки графеновых пен с контролем размера пор, что может быть применено в различных задачах аддитивного производства», – рассказывает соавтор исследования, химик университета Райса Джеймс Тур.

В 2016 году группа специалистов из лаборатории Тура изготавливала революционный материал с помощью никеля, лазера и сахарной пудры. В этом году исследователи развили свои опыты и тесты, усиливая графеновую пену углеродными нанотрубками. Добытый таким образом кристалл назвали армированным графеном. Сохраняя исходную форму, материал способен выдерживать вес, в 3 000 раз превышающий его собственный. Сложнее всего было создать требуемую объемную форму для графена: для этого пришлось прибегнуть к процессу химического осаждения из газовой фазы при 1 000 ºC с последующим 3-часовым нагревом и охлаждением.

Сейчас лаборатория Тура совместно с двумя другими лабораториями из Тяньцзиньского университета и университета Райса переходят к методам аддитивного производства. Используя все те же никель и сахарную пудру, исследователи адаптировали технологию 3d-печати для создания небольших блоков графеновой пены. Однако теперь процесс можно проводить при комнатной температуре, и никакие формы больше не требуются.

«Этот простой и эффективный метод исключает необходимость как холодной штамповки пресс-форм, так и высокотемпературного химического осаждения из газовой фазы. С помощью 3д-принтера мы должны производить определенный вид графеновой пены, например, армированного, абсорбированного или легированного азотом и серой графена», – делится планами один из авторов проекта Джунвей Ша.

Для расплавления сахара исследователи использовали углекислотный лазер, а никель выступил в роли катализатора, ускоряя процесс образования графена после охлаждения смеси. Чтобы максимизировать производство углеродного соединения, ученые провели целый ряд испытаний, в ходе которых были определены оптимальное время работы и мощность лазера. В результате удалось получить легкий материал с малой плотностью и большими порами, покрывающими 99% его объема.

Соавтор работы, аспирант университета Райса Илун Ли уверен, что объемные графеновые пены, изготовленные по их методу, найдут свое применение там, где требуется быстрое прототипирование и производство углеродных 3d-материалов.

Интересно, что несколькими неделями ранее исследователи из Харбинского политехнического института совместно с Министерством образования Китая предложили способ получения новых материалов для объемной печати путем «вживления» оксида графена в геополимер.

Теги:
Новости
Технологии
Материалы

Последние публикации

17.01.2025
Новости
3DVision на конференции Additive Minded 2025
С 21 по 24 января в ЦВК "Экспоцентр" пройдет выставочная экспозиция и деловая программа в рамках международной выставки пластмасс и каучуков RUPLASTICA.
16.01.2025
Статьи
Создание индивидуальной пластины артродеза плечевого сустава с помощью аддитивных технологий – кейс 3DVision

Одно время 3D-принтеры были исключительно инструментом промышленного сектора для быстрого создания прототипов и сложных деталей. Однако сегодня аддитивные технологии проникают во все сферы жизни, включая медицину. Таким образом инновации открывают новые возможности для врачей, инженеров и пациентов. Современные 3D-принтеры позволяют не только производить протезы и импланты, но и создавать индивидуализированные решения для пациентов. 


06.01.2025
Статьи
Обзор фотополимерной смолы Anycubic ABS-Like Pro 2 и ABS-Like V2

Сегодня мы расскажем про фотополимерную смолу с необычными свойствами Anycubic ABS-Like Pro 2. Обсудим, чем она отличается от ABS-Like V2 и покажем примеры печати.


27.12.2024
Новости
Итоги 2024 года в 3DVision

В современном мире технологий и инноваций мы неизменно ставим перед собой амбициозные задачи и достигаем их с неуклонной решимостью. Сегодня мы решили подвести итоги 2024 года. Как и для многих, он был непростым, однако стремительно пролетевшим и оставившим много приятных и важных воспоминаний.


24.12.2024
Статьи
Тесты J-Cast 3.0 от HARZ Labs
Наш партнёр, компания Harz Labs, специализирующаяся на производстве фотополимерных смол, предоставила для тестов новый материал, J-Cast 3.0. Эта смола предназначена для печати выжигаемых ювелирных изделий для последующего литья металлов и сплавов.

Будьте в курсе

Подпишитесь на последние обновления и узнавайте о новинках и специальных предложениях первыми
Нажимая кнопку «Подписаться», вы подтверждаете согласие на обработку персональных данных.