(PhysOrg.com) - Com uma resistência 200 vezes maior que a do aço, o grafeno é o material conhecido mais forte que existe. Mas agora os cientistas descobriram que dobrar as nanofitas de grafeno em estruturas que eles chamam de “grafold” pode permitir que agüente cargas de compressão ainda maiores.

Os pesquisadores, Yongping Zheng e Zhigao Huang, da Fujian Normal University, na China; Ning Wei e Zheyong Fan da Universidade de Xiamen na China; e Lanqing Xu de ambas as universidades, publicaram seu estudo em uma edição recente da Nanotecnologia .

“Os resultados deste trabalho fornecem uma nova rota para adaptar as propriedades de nanomateriais à base de grafeno, ”Zheng disse PhysOrg.com . “Atualmente, muitos pesquisadores e engenheiros estão preocupados com o doping, alquimia, etc. Demonstramos aqui que a reconstrução da estrutura também pode levar a resultados interessantes. ”

Em seu estudo, os pesquisadores usaram simulações de dinâmica molecular para investigar o grafold. Eles compararam o grafeno com o grafold em duas áreas:tensão (a força que separa o material) e compressão (a força que empurra o material junto). A capacidade de ser alongado e comprimido sem danos é muito útil para aplicações de engenharia. Contudo, como os pesquisadores explicam, o grafeno tem apenas uma alta resistência à tração; por causa de sua natureza bidimensional, é "macio" sob compressão e não pode ser espremido.

Em contraste, as simulações dos pesquisadores mostraram que o grafold é "mais difícil" do que o grafeno e pode suportar quantidades muito maiores de compressão (10-25 GPa dependendo da estrutura do grafold em comparação com menos de 2 GPa para o grafeno). Embora sua resistência à compressão seja significativamente maior do que a do grafeno, a resistência à tração do grafold se aproxima da do grafeno. O módulo de Young (uma medida de elasticidade) e a tensão de fratura do grafold são um pouco menores do que os do grafeno. Os cientistas notaram que vários outros materiais podem resistir a uma compressão maior do que o grafold, incluindo nanotubos de carbono, que pode ser alongada e comprimida como grafold.

“Como é sabido, o grafeno não pode resistir a qualquer compressão, ”Zheng disse. “Via dobrável, o grafeno se transforma em grafold e pode ser comprimido a uma certa quantidade. Mesmo quando altamente comprimido, não vai quebrar, apenas ser apertado em um cinto dobrado mais curto. Além disso, a deformação é elástica. Como sabemos, se a força exceder o ponto de ruptura dos nanotubos de carbono, vai travar e nunca mais voltar à sua forma original. ”

Entre as vantagens da grafold está que dobrar uma nanofita de grafeno para criar a grafold será muito mais fácil do que enrolá-la para criar um nanotubo de carbono. Mais, As propriedades mecânicas do grafold podem ser ajustadas pela modificação do design de dobramento, como mudar o tamanho, forma, e número de dobras.

Geral, os resultados das simulações fornecem uma nova rota para adaptar as propriedades de nanomateriais à base de grafeno, o que pode levar a aplicações mecânicas avançadas. Os pesquisadores esperam fabricar experimentalmente o grafold em um futuro próximo.

“Pode haver aplicações versáteis, ”Zheng disse. “Diga, pode-se utilizar a rigidez elástica e baixa a média do grafold em aplicações onde um grande amortecimento é necessário. ”

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