Графеновая пена сохранила мягкость на экстремальном холоде

На холоде материалы становятся хрупкими, и чем ниже температура, тем заметнее эти изменения. Школьникам нередко демонстрируют эксперименты с погружением эластичных предметов в жидкий азот (−196 °C) и раскалыванием на куски — резины, вязаной перчатки, листа растения. Казалось бы, сохранение гибкости при таких условиях в принципе невозможно: сверхнизкая температура затрудняет движение молекул друг относительно друга, придавая структуре хрупкость. Однако новый материал, описанный в статье, опубликованной в журнале Science Advances, демонстрирует и эти невероятные свойства.

Кай Чжао (Kai Zhao) и его коллеги из Нанькайского университета в китайском Тяньцзине получили «пенистую», пористую структуру из плоских — толщиной всего в один атом углерода — графеновых пластинок микрометровых размеров, которые соединили «мостиками» из атомов кислорода. Эксперименты показали, что легкий и мягкий материал сохраняет эти свойства при температурах намного ниже температуры жидкого азота. Он остался эластичным даже после погружения в жидкий гелий, то есть при -269 °C, и восстанавливал форму на этом невероятном холоде после многократного сжатия в 10 раз.

Не хуже проявила себя «графеновая пена» и при нагревании, сохраняя эластичность при температуре вплоть до 1000 °С. Ученые надеются, что она послужит основой для создания новых перспективных материалов для использования в открытом космосе и других экстремальных условиях. Возможно, другие удивительные свойства графена придадут им дополнительные невероятные способности и функции — будь то огромная прочность или получение тактильных сенсоров.