最近，麻省理工學院（MIT）的一個研究小組用多材料3D打印機研究了最強的輕質材料之一。通過壓縮和熔化石墨烯片，他們創(chuàng)造出一種密度為鋼的5％、強度為鋼的10倍的材料。

石墨烯被普遍認為是最強的2D形式材料，MIT研究人員對其進行了一些激動人心的實驗，并且弄清楚了石墨烯如此之強的原因。該研究成果已發(fā)表在《Science Advances》上。 

據了解，該研究團隊通過對石墨烯片進行熱和壓力的壓縮，最終得到一種超強的形狀，其結構有點像珊瑚、堅固而穩(wěn)定。 

這時材料表現得有點像折疊的紙張：展開時，紙張很容易撕破，但當它卷成管狀或折疊成更小的形狀時，其強度大大增加。同樣，壓縮后的石墨烯片比未壓縮時強度更大。正是這種不尋常的、類似珊瑚的形狀使得壓縮后的石墨烯變得如此之強，而不是材料本身的性質。 

意識到這種模式后，研究人員想知道他們能實現怎樣的最大強度?！拔覀兿肟纯礃O限在哪里，想知道我們能生產出的、可能的最強材料是什么樣的?！盡IT的CEE研究科學家Zhao Qin說。 

當把石墨烯結構壓縮至極限時，得到了一種令人難以置信的堅固材料，其密度為鋼的5％，但強度卻是鋼的10倍。通過分析壓縮后的石墨烯片的幾何排列，研究人員能用3D打印機部分重現這種最強材料。 

在塑料重現石墨烯超強幾何結構？

在這項研究中，最重要的發(fā)現之一是認識到可在其他材料上再現石墨烯的這種超強幾何結構，以便節(jié)省成本或利用其他材料的性能，例如，在塑料及其他更便宜的材料上復制這種3D形式。

這意味著，科學家可以更低的成本實現類似于石墨烯的強度。今后我們既可以利用真實的石墨烯材料，也可以利用在石墨烯材料中發(fā)現的這種結構，并用任何其他材料來替換掉石墨烯。 

MIT這項研究可能會在許多領域發(fā)揮作用。例如，橋梁等混凝土結構可帶有與在石墨烯中發(fā)現的多孔幾何形狀相似的形狀，而這種幾何形狀的微小孔隙也可用于水或化學處理中的過濾系統(tǒng)。