Investigadores de la Universidad Politécnica Nacional de Investigación de Perm (PNIU) patentaron un método para producir artículos de material de grafeno que resuelve el problema de la distribución desigual de partículas en los compuestos. El desarrollo abre perspectivas para la creación de materiales de construcción ultrarresistentes, recubrimientos conductores y capas protectoras en la industria aeroespacial.
El grafeno, descubierto por los científicos rusos Andréi Geim y Konstantín Novosiólov en 2004, posee propiedades únicas: es más resistente que el diamante, flexible y tiene una alta conductividad eléctrica. Sin embargo, su aplicación industrial está limitada por la complejidad de la producción. Una alternativa más accesible son los materiales que contienen grafeno, análogos multicapa que ya se están probando en compuestos para la construcción, la electrónica y la aviación.
Tradicionalmente, para obtener estos materiales compuestos se utilizan partículas de grafeno y una sustancia que sirve como elemento aglutinante (por ejemplo, resina epoxi, cerámica, etc.). El principal problema al crear estos materiales es la distribución desigual de las partículas de grafeno, lo que reduce su resistencia. Los científicos de la PNIU propusieron una solución: utilizaron el material de grafeno simultáneamente como aglutinante y relleno.
Como resultado de mezclar el material de grafeno con agua, obtuvimos un hidrogel aglutinante, necesario para "pegar" las partículas entre sí. Luego agregamos polvo de grafeno seco al gel y, después del prensado, obtuvimos muestras que no se exfolian y se destruyen gradualmente durante las pruebas. Para nosotros, es de particular interés el hecho de que el material similar al grafeno, al mezclarse normalmente con agua, es capaz de formar un hidrogel para compuestos por sí solo. Identificamos la condición de gelificación, en la que la proporción de material de grafeno y líquido debe ser de 1:1,5-2.
El nuevo método puede acelerar la introducción de compuestos de grafeno en la producción de materiales de construcción, adsorbentes, recubrimientos protectores y piezas para la industria automotriz y de la aviación. La investigación se realizó en el marco del programa «Prioridad-2030».
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