بهبود خواص آئروژل‌ها با استفاده از پوشش گرافنی

آئروژل‌های نانولوله کربنی بسیار شکننده هستند اگر این مواد با گرافن
پوشانده شود دچار تغییر ساختار می‌شود به‌طوری که از یک ماده‌ای که
به‌راحتی تحت فشار شکسته می‌شود، تبدیل به ماده‌ای بسیار مقاوم می‌گردد که
حتی تحت فشار بالا شکسته نشده و پس از برداشتن فشار به حالت اولیه خود باز
می‌گردد. تاثیر شگرفی که پوشش گرافن روی آئروژل نانولوله کربنی می‌گذارد
موجب پدیدار شدن این ویژگی می‌شود در نتیجه ماده‌ای تولید می‌شود که
می‌تواند در حوزه‌های مختلف نظیر الکترونیک و مکانیک مورد استفاده قرار
گیرد.

در ژل‌های معمولی، مواد سیال با استفاده از شبکه‌ای از اتصالات، تبدیل به
ساختاری جامد می‌شود اما در آئروژل جای سیال را گاز گرفته است. در این
پروژه محققان ژل را در دمای خاصی گرمادهی کردند، در نتیجه ماده‌ای بسیار
سبک ساخته شد که ۹۹ درصد حجم آن را هوا تشکیل می‌دهد این ماده دارای
ساختاری صلب با استحکام مکانیکی بالا است.

در این پروژه محققان روی آئروژل‌های نانولوله کربنی تحقیق کردند که از
تعلیق نانولوله‌های کربنی با طول ۹۹٫۹ درصد ساخته شده بود. آئروژل‌های
نانولوله‌های کربنی به‌دلیل برهمکنش در نودها، نقاطی که نانولوله‌ها با هم
تماس دارند، شکل می گیرند. با این حال زمانی که آئروژل‌ها تا ۹۰ درصد ابعاد
اولیه خود متراکم می‌شوند، دچار تغییر شکل شده و ساختار اولیه‌شان فرو
می‌ریزد که این موضوع مانعی بر سر راه استفاده از آنها است.

برای فائق آمدن بر این مشکل، محققان یک تا پنج لایه گرافن روی این سطح
نشاندند با این کار چرخه منقبض شدن و بازگشت به شکل اولیه این ساختار به
بیش از یک میلیون بار رسید. این در حالی است که خواص دیگر این ساختار نظیر
تخلخل و هدایت الکتریک آن همچنان باقی می‌ماند.