3d printani model grafena
© Melanie Gonick/MITZa testiranje snage i mehaničkih svojstava ultra laganog materijala koristili su se 3D printani modeli od plastike poput ovog.
O grafenu kao čudotvornom materijalu izuzetne čvrstoće već smo pisali jako mnogo, no nismo imali prilike vidjeti kako se doista ponaša na testovima. MIT je stoga izradio 3D strukture spužvastog oblika kako bi testirao njegova svojstva u obliku u kakvom bi se jednog dana mogao naći u stvarnom svijetu, odnosno izvan laboratorijskih uvjeta. Šupljikave kocke materijala čija gustoća iznosi samo 5 posto u odnosu na čelik, a čvrstoća 10 puta više, prvo su pažljivo modelirane na računalu s idejom da se prikaže kako je za čvrstoću vrlo važna geometrijska struktura materijala.

Obzirom da nisu mogli izraditi kocke od stvarnog grafena, znanstvenici su se poslužili industrijskom plastikom, koju su 3D printerom isprintali u kocke strukture koja je vrlo bliska šupljikavoj strukturi grafena, a potom su ih izložili testovima velikog pritiska, kao što možete vidjeti u ovom videu.


Znanstvenici su potom otkrili da na svojstva čvrstoće utječe i debljina zidova, pa se pri istom pritisku strukture ponašaju na različiti način. Kocka s debljim zidovima je bila manje stabilna u odnosu na onu s tanjim, dok je ova druga održala svoj oblik i integritet do zadnjeg trenutka.

MIT kaže da je to stoga što tanji zidovi omogućuju strukturi da se da se postepeno deformira, dok ona s debljim pohranjuje deformacijsku energiju koju potom otpušta odjednom.

MIT ovim želi reći da za čvrstoću predmeta nije jedino važno imati materijal poput grafena, već su također važni i sami njihovi oblici. Stoga ovo istraživanje nije samo simuliralo svojstva 3D grafena, već bi moglo poslužiti i za gradnju čvrstih objekata od drugih materijala, poput betonskih kuća i mostova.

Što se tiče izrade 3D struktura od grafena, znanstvenici kažu da bi trebalo uzeti čestice polimera ili metala, prekriti ih grafenom, a potom temeljni materijal ukloniti vrućinom i pritiskom, što će ostaviti laganu i super čvrstu strukturu grafena u 3D obliku.