Graphene, det vidunderlige materiale, der skal forynge næsten alle områder af videnskab og teknologi i det næste årti eller deromkring, kan tilføje en anden applikation til sin allerede meget lange liste: skudsikker rustning. Amerikanske forskere har fundet ud af, at det ved at stable ark grafen oven på hinanden har mellem otte og 10 gange stålets stopkraft.
jeg ved, jeg ved — på dette tidspunkt er det næppe overraskende, at grafen ville gøre det ideelle materiale til tynd og let skudsikker rustning. Det er dog stadig ret fantastisk, at alle graphenes egenskaber-fra at være det mest elektrisk ledende materiale i verden, til at være superstærk, til at give mulighed for gennemsigtige hjerneimplantater — alle stammer fra et atom-tykt lag af carbonatomer arrangeret i en bikagestruktur.
Sådan ser perfekt grafen ud: et monolag af carbonatomer. Viser sig, det er super-stærk, sammen med at være mega-ledende blandt andet.
denne nye forskning, udført af Rice University og University of Massachusetts, er kendt for at være et af de første eksempler på faktisk at teste grafen ud. Normalt simuleres en masse grafenforskning eller teoretisk eller ekstrapoleres. I dette tilfælde fyrede de amerikanske forskere faktisk små guldkugler på ark af grafen og målte derefter resultaterne.
Læs: Nanocellulose: Et billigt, ledende, stærkere end Kevlar vidundermateriale fremstillet af træmasse
forskerne testede mellem 10 og 100 lag grafen — henholdsvis mellem 10 nanometer og 100 nanometer tykt. De fokuserede en laser på et guldfilament og fordampede det til en projektilkugle, der rejste med 3.000 meter i sekundet — eller mere end det dobbelte af mundhastigheden af en højdrevet riffel. Da de små (mikrometer-størrelse) kugler smækkede ind i grafen rustning, det viste omkring to gange stopkraften af Kevlar, eller omkring 10 gange stopkraften af stålplade.
en illustration af grafen deformering, som det er ramt af en kugle
som forventet, virkningen af kuglerne forårsagede grafen til at deformere til en kegleform — og derefter revner radialt. Disse revner er noget problematiske, men de kunne let løses med en sammensat struktur (måske en keramisk plade) eller bare ved at bruge mere grafen. Husk, grafen er så tynd og let, at du dybest set kan holde stabling lag af det på ubestemt tid uden at pådrage sig nogen betydelig bulkiness eller masse; en million lag grafen ville være i størrelsesordenen 1 million nanometer… eller 1 millimeter tyk.
fremadrettet vender vi endnu en gang tilbage til linchpin af den forestående grafenrevolution: producerer store mængder af tingene i en høj nok kvalitet til kommercielle applikationer. Som det står, har vi processer, der kan producere temmelig store mængder grafen af lav kvalitet eller små mængder grafen af høj kvalitet, men vi venter stadig på Goldilocks-metoden, der gør det hele. Og så… og så tager vi ture på en rumelevator, udstyret med gennemsigtige, bøjelige smartphones, med batterier, der varer en uge … og let grafen kropsarme, bare hvis nogen skyder dig, eller du bliver ramt af et omstrejfende stykke rumaffald. Lyder fremtiden ikke storslået?
Læs nu: Graphene aerogel er syv gange lettere end luft, kan balancere på et græsblad