金属加工|什么材料的密度为钢的5％，但强度却是钢的10倍？

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。

本文插图
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。
【金属加工|什么材料的密度为钢的5％，但强度却是钢的10倍？】 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。

本文插图
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……