Научились 3D-печати графеновым аэрогелем — одним из самых легких материалов в мире
Аэрогели — одни из легчайших твердых материалов, созданных человеком. По сути, это гели, в которых вода заменена на воздух. Графеновый аэрогель — рекордсмен в этой категории. Он настолько легок, что напечатанная на 3D-принтере решетка из него не может даже сделать вмятину на комке шерсти. Такой аэрогель в 1000 раз легче воды. Такие сверхспособности находят для аэрогеля множество сфер применения — например, для сбора разливов нефти.
Графеновый аэрогель известен своей высокой сжимаемостью (поэтому он может выдерживать высокое давление, не разрушаясь) и высокой проводимостью. Однако сама структура материала, придающая ему эти качества, делает его сложным для 3D-печати. Обычно для 3D-печати аэрогелем основной материал смешивают с другими ингредиентами, такими, как полимер. После придания структуры, полимер убирается химическим процессом (с помощью растворителя). Но для получения изделий из графенового аэрогеля этот способ не подойдет, так как он разрушит тончайшую структуру графена.
Умельцы из SUNY Buffalo и Kansas State University нашли решение этой проблемы. Они смешали оксид графена с водой и наносили методом 3D-печати эту смесь на подложку с температурой в -25 C°. То есть, они замораживали каждый напечатанный слой, используя лед в качестве поддержки. После завершения процесса печати, лед удалили жидким азотом (сублимационная сушка). Таким образом удалось исключить воду из структуры, не повреждая ее. В дальнейшем материал нагрели для удаления атома кислорода. В результате в аэрогеле остался только графен. Плотность полученного материала составила от 0,5 кг/м3 до 10 кг/м3. Это нечто.
Занимательная Физика
