On jo kirjoitettu jo paljon siitä, että grafeeni pelastaa maailman, johtuen sen ainutlaatuisista ominaisuuksista ja näkymistä laajalle leviämiseen eri aloilla. Mutta todellisuudessa ei ollut juurikaan mahdollista nähdä elämän koon todisteita siitä, kuinka ja miksi kuusikulmaiset hilat ovat niin vahvoja. Massachusettsin teknillisen instituutin tutkijat onnistuivat. He saivat grafeenia äskettäisissä kokeissa, jotka osoittautuivat 5 prosenttia tiheämmiksi ja kymmenen kertaa vahvemmiksi kuin metalli, mikä osoittaa, että tämä on mahdollista myös silloin, kun komposiittipala on suurempi kuin tavallinen paperiarkki.
Tiedemiehet 3D tulostavat korkean tarkkuuden tietokonemallin avulla kahden atomin kuutiot sienimäiseksi materiaaliksi ja altistettiin sitten puristuskokeille. Näissä kokeissa muodolla on uskomattoman tärkeä rooli. Itse kuutio näyttää purppuran sieneltä. Sen huokoinen rakenne osoittaa suuren pinta-alan, mikä lisää lujuutta pitäen samalla alhainen paino.
Ehkä mielenkiintoisinta, eri kuutiot reagoivat odottamatta eri tavoin. Esimerkiksi kuution, jolla oli paksummat seinät ja taitokset, havaittiin olevan vähemmän kestäviä romahtamiselle, kun kohdistettiin enemmän painetta. Toisin kuin ohuemmalla kuutiolla, jonka rakenne ohuempi ja joka romahti vähitellen säilyttäen muodonsa melkein loppuun saakka, tämä romahti välittömästi, kuten räjähdyksessä.
Tutkijoiden mukaan tämä johtuu siitä, että ohuemmat seinät deformoituvat vähitellen, kun taas paksummissa seinämisissä kertyy muodonmuutosenergiaa, mikä johtaa välittömään romahtamiseen. Tämä viittaa siihen, että materiaalin rakenteen lisäksi sen muoto on tärkeä lujuuden varmistamiseksi.
"Voit korvata materiaalin jollain muulla", sanoo yksi MIT: n asiantuntijoista. "Geometria on hallitseva tekijä."
Missä sitä voidaan soveltaa? Voit päällystää polymeeri- tai metallihiukkaset grafeenilla ja poistaa sitten pohjamateriaalin lämpövoimakovettumisen jälkeen. Seurauksena on, että kevyt ja ylimääräinen grafeenirakenne säilyy. Tutkijoiden mielestä materiaalia voitaisiin käyttää betonin siltojen rakentamisessa, veden suodatusjärjestelmissä tai kemiallisissa käsittelylaitteissa.
Sergey Lukavsky