航空石墨:比空气轻六倍,导电且超强

航空石墨,在显微镜下

来自基尔大学和汉堡科技大学的德国材料科学家创造了世界上最轻的材料,被称为 铜铝石 。一立方厘米的铜铁矿仅重0.2毫克,比以前的记录保持器轻四倍,比水密度低5,000倍,比水轻六倍。 空气



从上图可以看到,航空石墨是由碳纤维制成的网孔,每根直径约15nm,在微米和纳米级交织在一起。它是导电的,易延展的,黑色的(不透明的),并且可以承受较高的压缩和拉伸负荷。航空石墨可以压缩到其原始尺寸的30倍,在此过程中获得额外的强度和导电性,并且可以回弹而不会破坏其结构-或可以承载高达自身重量的40,000倍。



“将铜铝矿视为常春藤网,缠绕在树上。然后将树摘掉。”基尔大学教授Rainer Adelung说。在这种情况下,“树”是氧化锌晶体,其形状像四边的千斤顶/指骨(如下图所示)。然后将晶体放入烤箱中,并使用化学气相沉积(CVD)覆盖一层碳。同时,将氢气添加到烤箱中,从而从氧化锌中窃取氧气。锌落在烤箱的地板上,仅剩下碳的外部骨架-铜铁矿。



显微镜下的氧化锌晶体

至于用例,可能有三种选择:电池,可穿戴计算和过滤。由于其重量轻且表面积较大,因此可以制造更轻的锂离子电池和 超级电容器 。不导电的物体(例如塑料)可以涂有石墨,以使其具有导电性,而不会增加重量。就像已经使用了碳 过滤水 ,铜铁矿可能在水和空气过滤方面均表现出色。科学家报告说,通过改变过程(烤箱的温度,氢的添加速度),可以改变铜铁矿的结构,也许可以针对每种用例进行定制。



除了有趣的是,铜铁矿还具有超疏水性-只要您是黑色迷,这可能是使衣服防水的好方法。



航空石墨

奇怪的是,在研究这个故事时,我遇到了Aerogel.org,这是一个专门研究 食谱 用于制造物质,例如铜铝矿。上 航空页 编辑者注意到,该食谱是“测试版”,因为他们尚未实际试用过。如果您想尝试一下,说明和必要的试剂似乎相当容易获得。