Секрет необычайной прочности материала заключается в прочности ковалентной углерод-углеродной связи и в том, что монослои графена толщиной в один атом могут быть получены без дефектов.
По существу все материалы содержат дефекты, такие как микроскопические трещины или царапины, которые «слабее», чем окружающий материал. В результате разрушающее напряжение макроскопического материала зависит главным образом от количества и размеров дефектов, которые он содержит, а не от его собственной прочности.
Монослои графена, используемые в экспериментах, не имеют дефектов, потому что они настолько малы, что исключает наличие дефектов: это условие не может быть выполнено в макроскопических материалах. Учитывая известную прочность ковалентной углерод-углеродной связи,(которая также придает углеродным волокнам, используемым в высокоэффективных композитах, их замечательную жесткость и прочность), вполне разумно утверждать, что первичный графен является самым прочным материалом в мире.
Как можно наносить графен на автомобиль?
Ответ не может дан сразу. Тем не менее, идет большая работа, чтобы найти способы вывести его из лаборатории и ввести в продукты и оборудование разного рода транспорта. Ряд компаний, особенно в Великобритании и США, вкладывают значительные средства в попытки производства графена в больших объемах.
До настоящего времени графен использовался для покрытия металла и коррозии. Исследователи из Университета Монаш и Университета Райса в США создали покрытие на основе графена, настолько тонкое, что оно невидимо для человеческого глаза, но было показано, что оно делает медь почти в 100 раз более устойчивой к коррозии, создавая потенциал для защиты металла даже в тяжелых условиях. сред.
Это открывает широкие возможности для применения в различных областях, от коррозионно-восприимчивых частей тела к электронике, предлагая значительную экономию затрат во многих отраслях промышленности.
Пока процесс находится на стадии лабораторных испытаний, команда теперь не только рассматривает различные металлы, но и исследует способы нанесения покрытия при более низких температурах, что упростит производство и увеличит потенциал рынка.
Тем не менее, другие исследователи смогли использовать графеновый лист, покрытый кобальтом и оксидом кобальта, чтобы предложить более дешевую и долговечную альтернативу платине, материалу, обычно используемому в качестве катализатора в топливном элементе.
Испанская компания Spania GTA заявляет, что она изготовлена из легкого материала от Graphenano, ведущей испанской компании по производству графена, используя его для таких компонентов, как шасси, корпус и даже салон и моторный отсек.
В то время как графен настроен на создание более быстрых, прочных и складных электронных устройств, исследователи обнаружили, что однослойная решетка из атомов углерода может сохранять электронные компоненты на 25 процентов холоднее, что дает возможность значительно продлить срок службы компьютеров и другие электронные устройства.
Хотя графема, очевидно, является суперматериалом будущего, уловка будет заключаться в том, чтобы перенести это из небольшой, дорогостоящей лабораторной среды в производственные цеха автомобильной промышленности.