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金属加工|但强度却是钢的10倍？，什么材料的密度为钢的5％

麻省理工学院（MIT）的一个研究小组用多材料3D打印机研究了最强的轻质材料之一 。 通过压缩和熔化石墨烯片 ， 他们创造出一种密度为钢的5％、强度为钢的10倍的材料 。
研究人员通过对石墨烯片进行热和压力的压缩 ， 他们最终得到一种坚固而稳定、有点像珊瑚的结构 。 随即 ， 科学家们发现：正是这种不寻常的、类似珊瑚的形状 ， 使得压缩后的石墨烯变得如此之强 ， 而不是材料本身的性质 。 因此 ， 通过在塑料等其他更便宜的材料上复制这种3D形式 ， 科学家可以更低的成本实现类似于石墨烯的强度 。
金属加工|但强度却是钢的10倍？，什么材料的密度为钢的5％
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当把石墨烯结构压缩至极限时 ， 研究人员发现他们得到了一种令人难以置信的坚固材料 ， 其密度为钢的5％ ， 但强度却是钢的10倍 。 通过分析压缩后的石墨烯片的几何排列 ， 研究人员能用3D打印机部分重现这种最强材料 。
石墨烯有如此优良特性 ， 它会替代钢铁吗？
石墨烯的热度在不断上升
自2004年康斯坦丁博士通过胶带从石墨上分离出石墨烯以来 ， 关于石墨烯的话题就在不断升温 。
近些年 ， 各类媒体铺天盖地的报道终于将石墨烯推向了话题的风口浪尖——医疗、地产、汽车、计算机、生物等行业都与此有关 。 一时间 ， 石墨烯几乎成为了前沿科技的代名词 ， 貌似在对外宣传时不搭上石墨烯就不算高科技产业 。 石墨烯为何如此之火 ， 真的会成为继“煤炭、钢铁、硅”之后人类的第四大材料吗？让现实发展给我们答案吧 。
第一种由单层原子构成的材料
碳原子之间相互连接成六角网格 。 铅笔里用的石墨就相当于无数层石墨烯叠在一起 ， 而碳纳米管就是石墨烯卷成了筒状 。
金属加工|但强度却是钢的10倍？，什么材料的密度为钢的5％
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由于碳原子之间化学键的特性 ， 石墨烯很顽强：可以弯曲到很大角度而不断裂 ， 还能抵抗很高的压力 。 而因为只有一层原子 ， 电子的运动被限制在一个平面上 ， 为它带来了全新的电学属性 。 石墨烯在可见光下透明 ， 但不透气 。 这些特征使得它适合作为保护层和透明电子产品的原料 。
石墨烯的出现不亚于一次小型的能源革命
石墨烯特殊的物理结构为其带来了优良的导电性与导热性 ， 因此 ， 也是世界上电阻率最小的材料 。 所以 ， 使用石墨烯制作的电池能量密度将高达600Wh/kg ， 而目前最先进的锂电池也仅为180Wh/kg 。
比如 ， 石墨烯电池可以充电5分钟 ， 通话24小时 。
再加上石墨烯电池相对于传统锂电八分之一的重量和两倍的寿命 ， 联想一下现今手机、电动汽车等行业的发展瓶颈……
在未来最值得期待的领域——生物工程领域 ， 石墨烯或为人类超级明星 。
美国博伊西州立大学发表了一篇《石墨烯泡沫为肌管生长提供三维平台》的文章 ， 研究了石墨烯泡沫在肌肉组织中的应用 。 结果表明石墨烯泡沫 ， 适宜作为生长官能肌肉组织的支架材料 。 石墨烯本身是一种薄的碳层 ， 所以被认为是二位的平面材料 ， 然而石墨烯泡沫是以石墨烯为原料的3D石墨烯 。
最终 ， 研究人员把石墨烯和石墨烯泡沫的独特性能 ， 用在人体器官再生上 。 过去的研究已经证实了可以在石墨烯泡沫上生长骨和软骨 ， 但这只是石墨烯泡沫与肌肉生长相容性的第一歩研究 。
博伊西州立大学的材料科学与工程学院助理教授埃斯特拉达说：“我们希望能通过这些结果调查生命基本的化学变化 ， 来向临床应用推进 。 ”未来通过石墨烯泡沫这种新型材料 ， 可能会成为控制肌肉的开关 ， 和控制肌肉的神经类似 ， 为残疾人带来福利也可能不会是空想了 。
美国麻省理工学院研究人员已经发现了类似飞机超过音速时产生音爆的过程：电荷流过石墨烯 ， 在某种情况下 ， 能超过减慢了的光速 ， 形成一种光“爆” ， 一种强烈的聚焦光束 。


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