p As folhas de grafeno são imensamente fortes, leve e excelente na condução de eletricidade. Teoricamente, os conjuntos de grafeno tridimensional macroscópico devem reter as propriedades dos flocos de grafeno em nanoescala. Contudo, tentativas recentes de fazer grafeno 3D resultaram em condutividade fraca devido ao contato deficiente entre as folhas de grafeno. A perda de força também é um problema, e o grafeno 3D autossustentável ainda não foi produzido. p Agora, Xuebin Wang e Yoshio Bando no Centro Internacional de Nanoarquitetura de Materiais do Premier Mundial do Japão (WPI-MANA), junto com colegas de trabalho no Japão e na China, criaram uma nova maneira de fazer grafeno 3D usando bolhas sopradas em uma solução de glicose polimérica. O grafeno 3D resultante é robusto e mantém uma excelente condutividade.

p Inspirado na arte culinária milenar de 'açúcar soprado', Bando e sua equipe argumentaram que o strutted, a natureza coerente das bolhas conjuntas se prestaria à força e à condutividade se o grafeno pudesse ser estruturado da mesma maneira. Os pesquisadores criaram um xarope de açúcar comum e cloreto de amônio. Eles aqueceram a calda, gerar um polímero à base de glicose chamado melanoidina, que foi então transformado em bolhas usando gases liberados pelo amônio. A equipe descobriu que o produto final de melhor qualidade resultou de um equilíbrio entre a decomposição do amônio e a polimerização da glicose durante este estágio.

p À medida que as bolhas cresciam, o xarope restante foi drenado das paredes da bolha, saindo dentro de interseções de três bolhas. Sob aquecimento adicional, desoxidação e desidrogenação, a melanoidina grafitizou gradualmente para formar 'grafeno strutted':uma estrutura 3D coerente composta de membranas de grafeno ligadas por estruturas de strut de grafeno, que resultou de paredes de bolha originais e esqueletos interseccionais, respectivamente.

p A estrutura da bolha permite a livre movimentação de elétrons em toda a rede, o que significa que o grafeno retém a condutividade total. Não apenas isso, mas a resistência mecânica e a elasticidade do grafeno 3D são extraordinariamente robustas - a equipe foi capaz de comprimi-lo até 80% de seu tamanho original com pouca perda de propriedades condutivas ou estabilidade.

p Após sua descoberta, Bando e sua equipe produziram de forma confiável grafeno 3D strutted em nível de grama a um custo de US $ 0,5 por grama em seu laboratório. O baixo custo, a alta escalabilidade deste novo método pode ter muitas aplicações em engenharia e eletrônica. Seletivamente, o produto abundante foi aplicado como um supercapacitor altamente eficaz; sua densidade de potência máxima é a mais alta entre os supercapacitores aquosos à base de grafeno 3D, ca. 10 ^ 6 W / kg. Isso ilumina um futuro incrível para a partida rápida de veículos elétricos e lançamento de aeronaves.