¿Se puede "hilar" fibra de carbono fuerte a partir de láminas de óxido de grafeno?

Investigadores de la Universidad de Rice en Estados Unidos utilizaron grandes trozos de escamas de óxido de grafeno como materia prima básica para "hilar" fibras de carbono fuertes que son tan difíciles de separar como el resto de la fibra cuando se someten a tensión. Se pueden fabricar aviones ligeros, telas antibalas, etc. de esta fibra de carbono para aumentar la resistencia. Los resultados del estudio se publicaron el día 8 en la edición en línea de la revista Advanced Materials.

Es probable que la mayoría de las fibras se rompan donde están atadas cuando se tira, pero la nueva fibra de carbono es única porque el nudo también es muy fuerte, en palabras de los investigadores, demostrando una "eficiencia del 100% del nudo". "Es muy extraño ver esto", dijo Zhanmusi · tuer, químico de la Universidad de Les. "El nudo es tan fuerte como el resto de la fibra. Esta situación nunca antes se había visto en fibra de carbono o fibra de polímero".

Esto se debe a una patente presentada por la Universidad de Rice hace unos años: el uso de procesos ecológicos para fabricar tabletas de óxido de grafeno con propiedades únicas. Su diámetro promedio es de 22 micrones, una cuarta parte del ancho del cabello humano, pero son enormes en comparación con las partículas de asfalto a base de petróleo que se utilizan actualmente para fabricar fibra de carbono. "Las partículas de asfalto tienen un tamaño de solo 2 nanómetros y nuestras tabletas de óxido de grafeno son aproximadamente 10,000 veces más grandes", dijo el autor principal del artículo de investigación, Xiang Changsheng, estudiante de posgrado de la Universidad de Rice.

Como partículas de asfalto, estas láminas de grafeno se juntan por la fuerza débil de van der Waals; Sin embargo, la diferencia es que solo las tabletas de grafeno de un átomo de espesor tienen una gran superficie. Después de ser estiradas en fibras, se unen entre sí, al igual que las escamas del cuerpo del pez. La longitud del artículo gana que la fuerza del nudo depende del coeficiente de flexión de la fibra, "porque el coeficiente de flexión del óxido de grafeno es muy bajo, parece que el nudo no existe en absoluto".

Según Tours, la fibra de carbono industrial, un material ultraligero similar al acero, se utiliza en una amplia gama de aplicaciones, desde clubes de béisbol hasta bicicletas y bombarderos, pero su rendimiento no ha mejorado mucho durante décadas debido a su aplicación. Las condiciones químicas se acercan al límite. La nueva fibra de carbono está "tejida" a temperatura ambiente y exhibe una excelente resistencia a la tracción y coeficiente de flexión, que puede volverse más fuerte después del recocido a alta temperatura.

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