Il existe une nouvelle façon d'imprimer en 3D du graphène, le matériau le plus résistant au monde

Avec sa force incroyable et ses applications potentiellement miraculeuses, il y a de quoi s'enthousiasmer lorsqu'il vient au graphène. Mais c’est une chose de montrer ces possibilités dans un laboratoire; un autre entièrement pour en faire quelque chose qui soit utilisable dans des situations du monde réel. C’est quelque chose que les chercheurs de l’Université Virginia Tech et du Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) se sont efforcés de changer. Ce faisant, ils ont trouvé un moyen de combiner deux des mots à la mode les plus prometteurs de la technologie – « graphène » et « impression 3D » – pour ouvrir un monde de nouvelles possibilités passionnantes.

"Nous avons pu réaliser des aérogels et des mousses de graphène 3D avec des facteurs de forme et des fonctionnalités 3D arbitraires", Xiaoyu « Rayne » Zheng, professeur adjoint au Département de génie mécanique de Virginia Tech, a déclaré à Digital Trends. «Nous avons formulé et imprimé des précurseurs de graphène sensibles à la lumière, compatibles avec une imprimante SLA de bureau. Cela ouvre la liberté de réaliser du graphène 3D avec n’importe quelle topologie co-optimisée, propriétés mécaniques, tailles de pores hiérarchiques, surfaces et conductivités pour une multitude d’applications.

Le graphène ordinaire est une seule couche d’atomes de carbone disposés selon un motif de réseau hexagonal en nid d’abeille. Si le graphène est emballé couche après couche, il devient du graphite: un matériau le plus couramment utilisé comme « mine » dans les crayons ordinaires. Maintenant, nous aimons les crayons autant que toute autre personne, mais quiconque a déjà eu une mine de crayon dessus peut avoir du mal à croire qu'il s'agit de l'un des matériaux les plus résistants de la planète. Cela est dû à la façon dont il est emballé, ce qui modifie fondamentalement la structure du graphène.

Les chercheurs de ce projet ont contourné cela en séparant les feuilles individuelles de graphène avec des pores remplis d'air, lui permettant ainsi de conserver ses propriétés. Le matériau imprimable en 3D qui émerge à la fin est ce qu’on appelle l’aérogel de graphène.

"Les aérogels de graphène sont prometteurs pour un certain nombre d'applications, notamment le stockage et la conversion d'énergie, la catalyse, les absorbants et le dessalement." Marcus Worsley, un chercheur du LLNL sur le projet, nous a dit. « Des travaux récents ont montré certaines améliorations de performances pour les structures simples imprimées en 3D, mais les architectures plus complexes générées par ordinateur devraient être largement supérieures. Ces gains devraient se traduire par des appareils plus puissants, plus efficaces et plus durables. C’est l’axe majeur de notre travail actuel et futur dans ce domaine.

Il faudra peut-être un certain temps avant que nous imprimions en 3D avec du graphène dans nos bureaux à domicile, mais cela représente encore un énorme pas dans cette direction.

"En ce qui concerne la commercialisation, nous sommes toujours heureux de travailler avec des partenaires commerciaux potentiels pour commercialiser nos inventions", a poursuivi Worsley. Un document décrivant le travail a été récemment publié dans la revue Materials Horizon.

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