Cientistas projetam uma nanoestrutura de carbono mais forte que os diamantes

Cientistas projetam uma nanoestrutura de carbono mais forte que os diamantes

Cientistas da Universidade da Califórnia, Irvine e outras instituições anunciaram que projetaram arquitetonicamente nanoátomos de placas, que são estruturas de carbono do tamanho de nanômetros. A equipe diz que as estruturas são mais fortes que os diamantes como uma razão entre força e densidade. Os cientistas relataram seu sucesso em conceituar e fabricar um material, consistindo em placas de células próximas intimamente conectadas, em vez de treliças cilíndricas comuns, comuns em tais estruturas.

A equipe afirma que os projetos anteriores baseados em vigas não foram eficientes em termos de propriedades mecânicas. No entanto, a nova classe de nanoláticos de placas que foi criada é dramaticamente mais forte e mais rígida do que os melhores nanoláticos de feixes. A equipe diz que seu projeto demonstrou melhorar o desempenho médio das arquiteturas cilíndricas baseadas em vigas em até 639% de força e 522% em rigidez.

A equipe foi capaz de verificar suas descobertas usando um microscópio eletrônico de varredura e outras tecnologias fornecidas pelo Irvine Materials Research Institute. A equipe afirma que sua conquista se baseia em um processo complexo de impressão a laser 3D chamado gravação direta a laser de polimerização em dois fótons. No processo, um laser é focado dentro de uma gota de uma resina líquida sensível à luz ultravioleta.

O material se torna sólido quando as moléculas de polímero são atingidas simultaneamente por dois fótons. Ao escanear o laser ou mover o palco em três dimensões, a técnica pode renderizar arranjos periódicos das células, cada uma consistindo em conjuntos de placas com uma espessura de 160 nanômetros. Uma das inovações feitas pelo grupo envolve pequenos orifícios nas placas que podem ser usados ​​para remover o excesso de resina do material acabado.

A etapa final do processo faz com que as redes passem por pirólise, quando aquecidas a 900 graus Celsius no vácuo por uma hora. O resultado é uma estrutura em forma de cubo de carbono vítreo que cientistas de alta resistência jamais pensaram ser possível um material tão poroso.

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