grafeen, het wondermateriaal dat bijna elk gebied van wetenschap en technologie zou moeten verjongen in de komende tien jaar of Zo, kan een andere toepassing toevoegen aan zijn al buitengewoon lange lijst: kogelvrij pantser. Amerikaanse onderzoekers hebben ontdekt dat, door het stapelen van platen grafeen op elkaar, het heeft tussen de acht en tien keer de stopkracht van staal.
ik weet het, Ik weet het-op dit moment is het niet verwonderlijk dat grafeen het ideale materiaal zou zijn voor dunne en lichte kogelvrije pantser. Het is echter nog steeds vrij geweldig dat alle eigenschappen van grafeen — van het meest elektrisch geleidende materiaal ter wereld, tot supersterk, tot het toestaan van transparante hersenimplantaten-allemaal afkomstig zijn van een één — atoom dikke laag koolstofatomen gerangschikt in een honingraatstructuur.
zo ziet het perfecte grafeen eruit: een monolaag van koolstofatomen. Het blijkt supersterk te zijn, samen met mega-geleidend onder andere.
dit nieuwe onderzoek, uitgevoerd door Rice University en de Universiteit van Massachusetts, is opmerkelijk als een van de eerste voorbeelden van het daadwerkelijk testen van grafeen. Meestal wordt veel grafeenonderzoek gesimuleerd of theoretisch of geëxtrapoleerd. In dit geval vuurden de Amerikaanse onderzoekers kleine gouden kogels af op platen grafeen, en meenden de resultaten.
Lees: Nanocellulose: Een goedkoop, geleidend, sterker dan Kevlar wondermateriaal gemaakt van houtpulp
de onderzoekers testten tussen 10 en 100 lagen grafeen-tussen 10 nanometer en 100 nanometer dik, respectievelijk. Ze richtten een laser op een gouden filament, verdampen het in een projectiel kogel die met 3000 meter per seconde reisde-of meer dan twee keer de muilkorfsnelheid van een krachtig geweer. Toen de minuscule (micrometer-sized) kogels in het grafeenpantser sloegen, toonde het ongeveer twee keer de stopkracht van Kevlar, of ongeveer tien keer de stopkracht van stalen plaat.
een illustratie van grafeen deforming, als het wordt geraakt door een kogel
zoals verwacht, veroorzaakte de impact van de kogels het grafeen te vervormen tot een kegelvorm — en vervolgens radiaal te kraken. Deze scheuren zijn enigszins problematisch, maar ze kunnen gemakkelijk worden opgelost met een composietstructuur (een keramische plaat, misschien), of gewoon door meer grafeen te gebruiken. Vergeet niet, grafeen is zo dun en licht dat je in principe kunt blijven stapelen lagen van het voor onbepaalde tijd zonder het oplopen van een significante omvang of massa; een miljoen lagen grafeen zou ongeveer 1 miljoen nanometer zijn … of 1 millimeter dik.In de toekomst keren we opnieuw terug naar de spil van de op handen zijnde grafeenrevolutie: het produceren van grote hoeveelheden van het materiaal, bij een kwaliteit die hoog genoeg is voor commerciële toepassingen. Zoals het er nu voorstaat, hebben we processen die vrij grote hoeveelheden laagwaardig grafeen kunnen produceren, of kleine hoeveelheden hoogwaardig grafeen, maar we wachten nog steeds op de Goudlokjesmethode die het allemaal doet. En dan … en dan nemen we ritjes op een ruimtelift, uitgerust met transparante, buigzame smartphones, met batterijen die een week meegaan… en lichtgewicht grafeen kogelvrije vesten, voor het geval iemand je neerschiet, of je geraakt wordt door een verdwaald stukje ruimtepuin. Klinkt de toekomst niet geweldig?
lees nu: grafeen aerogel is zeven keer lichter dan lucht, kan balanceren op een grasspriet