Aerographite

Aerographite (material paring ringan di udara )

Aerographite adalah busa sintetis yang terdiri dari jaringan interkoneksi berpori karbon tubular.Dengan kepadatan 0,18 mg/cm3 itu adalah salah satu bahan struktural ringan yang pernah dibuat.Itu dikembangkan bersama oleh tim peneliti di University of Kiel dan Technical University of Hamburg di Jerman, dan pertama kali dilaporkan dalam jurnal ilmiah pada bulan Juni 2012.Struktur dan sifatAerographite adalah bahan berdiri bebas hitam yang dapat diproduksi dalam berbagai bentuk menempati volume hingga beberapa sentimeter kubik. Ini terdiri dari jaringan interkoneksi mulus tabung karbon yang memiliki diameter skala mikron dan ketebalan dinding sekitar 15 nm.Karena kelengkungan relatif lebih rendah dan tebal dinding lebih besar, dinding ini berbeda dari kerang graphene-seperti nanotube karbon dan menyerupai karbon vitreous dalam sifat mereka. Dinding ini sering terputus dan mengandung daerah keriput yang meningkatkan sifat elastis aerographite.Ikatan karbon dalam aerographite memiliki karakter sp2, seperti ditegaskan oleh spektroskopi energi elektron rugi dan pengukuran konduktivitas listrik. Setelah kompresi eksternal, kenaikan konduktivitas, bersama dengan berat jenis material, dari ~ 0,2 S / m pada 0,18 mg/cm3 sampai 0,8 S / m pada 0,2 mg/cm3. Konduktivitas yang tinggi untuk bahan padat, 37 S / m pada 50 mg/cm3.  Karena struktur jaringan tubular yang saling berhubungan, aerographite menahan daya tarik jauh lebih baik daripada busa karbon lainnya serta aerogels silika. Ini menopang deformasi elastis yang luas dan memiliki rasio Poisson sangat rendah. Sebuah pemulihan bentuk lengkap dari sampel 3-mm-tinggi setelah itu dikompresi ke 0,1 mm adalah mungkin. Its kekuatan tarik utama (UTS) tergantung pada berat jenis material dan sekitar 160 kPa sebesar 8,5 mg/cm3 dan 1 kPa pada 0,18 mg/cm3, dalam perbandingan, aerogels silika terkuat memiliki UTS dari 16 kPa pada 100 mg/cm3. Modulus Young adalah ca. 15 kPa pada 0,2 mg/cm3 dalam ketegangan, tetapi jauh lebih rendah dalam kompresi, meningkat dari 1 kPa sebesar 0,2 mg/cm3 sampai 7 kPa pada 15 mg/cm3. [1]Aerographite adalah superhydrophobic, sehingga sampel sentimeter berukuran yang menolak air, mereka juga lebih sensitif terhadap efek elektrostatik dan spontan melompat ke benda bermuatan [1].PerpaduanTemplate multipod berbentuk ZnO sejenis, memiliki berbagai diameter dan kepadatan jaringan dan topologi, yang digunakan untuk deposisi aerographite.Aerographite diproduksi oleh deposisi uap kimia, menggunakan template ZnO. Template ini terdiri dari batang mikron-tebal, seringkali dalam bentuk multipods, yang dapat disintesis dengan mencampur jumlah yang sebanding Zn dan polivinil bubuk butyral dan pemanasan campuran pada 900 ° C. The aerographite sintesis dilakukan pada ~ 760 ° C, di bawah aliran gas argon, yang uap toluen yang disuntikkan sebagai sumber karbon. A (~ 15 nm), lapisan tipis karbon terputus diendapkan pada ZnO yang kemudian terukir pergi dengan menambahkan gas hidrogen ke ruang reaksi. Dengan demikian jaringan karbon yang tersisa erat mengikuti morfologi template ZnO asli.Secara khusus, node dari jaringan aerographite berasal dari sendi multipods ZnO. [1]Potensi aplikasiElektroda Aerographite telah diuji dalam sebuah listrik double-layer kapasitor (EDLC, juga dikenal sebagai super) dan mengalami guncangan mekanik yang berkaitan dengan bongkar muat siklus dan kristalisasi elektrolit (yang terjadi pada penguapan pelarut). Kapasitas daya mereka 1,25 Wh / kg sebanding dengan elektroda karbon nanotube (~ 2,3 Wh / kg). [1]