3D打印塑料件強度超過鋼？

最近，麻省理工學院（MIT）的一個(ge) 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(men) 創造出一種密度為(wei) 鋼的5％、強度為(wei) 鋼的10倍的材料。

石墨烯被普遍認為(wei) 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，並且弄清楚了石墨烯如此之強的原因。該研究成果已發表在《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，壓縮後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後的石墨烯變得如此之強，而不是材料本身的性質。 

意識到這種模式後，研究人員想知道他們(men) 能實現怎樣的最大強度。“我們(men) 想看看極限在哪裏，想知道我們(men) 能生產(chan) 出的、可能的最強材料是什麽(me) 樣的。”MIT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(wei) 鋼的5％，但強度卻是鋼的10倍。通過分析壓縮後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複製這種3D形式。

這意味著，科學家可以更低的成本實現類似於(yu) 石墨烯的強度。今後我們(men) 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現的這種結構，並用任何其他材料來替換掉石墨烯。 

MIT這項研究可能會(hui) 在許多領域發揮作用。例如，橋梁等混凝土結構可帶有與(yu) 在石墨烯中發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於(yu) 水或化學處理中的過濾係統。