Revoluční grafenový kompozit má šanci nahradit ocel

Vědci v University of Technology z australského Sydney představili nový materiál, který by mohl přinést revoluci do mnoha oblastí lidského života. Výzkumníkům se podařilo vyrobit grafenový kompozitní materiál, který vykazuje 10x větší pevnost než ocel, a to při mnohonásobně nižší hmotnosti. Zároveň dosahuje dvojnásobné tvrdosti a vykazuje proti oceli třináctinásobnou odolnost při ohýbání. 

Obrázek: University of Technology, Sydney

Připomeňme si co grafen je. Materiál objevili v roce 2004 vědci ruského původu Andre Geim a Konstantin Novoselov. V roce 2010 za svůj objev získali Nobelovou cenu za fyziku.

Grafen je tvořen rovinnou sítí atomů uhlíků uspořádaných do šestiúhelníkové mřížky. Tloušťka sítě dosahuje rozměru jediného atomu uhlíku.

Vědcům z australské university se podařilo uvedené grafenové sítě poskládat jednu na druhou do perfektní sendvičové struktury. Vznikl tak kompozit výjimečných tepelných, elektrických a především mechanických vlastností.

Vedoucí týmu výzkumníků Ali Reza Ranjbartoreh říká: „Výjimečné mechanické vlastnosti grafenového materiálu jej činí slibným pro obchodní a inženýrské aplikace. Nejen, že je lehčí, pevnější, tvrdší a pružnější než ocel, ale je také snadno recyklovatelný a efektivní z hlediska nákladu na jeho používání.“

Využití se přímo vybízí v elektromobilech, kde každý ušetřený kilogram prodlužuje dojezd. Průměrné auto se skládá přibližně z 60 % oceli. Od karosérie, přes podvozek až po motor. Pokud by se podařilo nahradit aspoň část grafenovým kompozitem, došlo by k výraznému poklesu hmotnosti a tím pádem k prodloužení dojezdu automobilů.

Spousta ocele se používá pro stavbu větrných elektráren. Při použití nového materiálu by elektrárny byly lehčí, pevnější a výkonnější. Listy turbíny by také byly mnohem odolnější proti poškození při mnohonásobně nižší hmotnosti.

Nový materiál přináší nové možnosti v konstrukci nejen lehčích aut, ale i letadel, lodí nebo dokonce kosmických raket. Všude tam by vlivem snížení hmotnosti došlo k obrovské úspoře paliva a tedy i peněz a životního prostředí.