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北京，1月9日(科学日报)——英国《独立报》8日报道，麻省理工学院的科学家们通过压制和熔化石墨烯片，制造出了迄今为止最轻、最坚固的材料之一——一种多孔的三维石墨烯结构，形状类似海绵，密度只有铁的5%，但比铁强10倍以上。
石墨烯被认为是二维形式中最强的材料，但研究人员一直难以将其二维形式的固体强度转化为有用的三维材料。在最新的研究中，研究小组通过加热和加压将石墨烯薄片压在一起，创造出一种类似珊瑚和硅藻的复杂而稳定的结构。新结构被称为“螺旋20四面体”，它的表面积相对于它的体积来说很大，但是它非常坚固。
研究小组组长兼麻省理工学院土木与环境工程系主任马库斯·比勒解释道:“石墨烯是一种二维材料，只有一个原子厚，具有独特的坚固性和电学特性。然而，制作三维材料很困难，因为它太薄了。然而，我们最新的研究已经做到了这一点。”
比勒指出:“石墨烯在热和压力的作用下自然形成的几何形状非常复杂，传统方法无法产生。”在实验中，研究人员使用3D打印机制作了一个成千上万倍大的结构，并对其进行了测试，获得了上述结果。
最近发表在《科学进步》杂志上的新研究表明，新结构的优异性能是由于独特的结构，而不是材料本身。这意味着科学家可以将其他材料制成同样的几何形状，以获得同样强度的轻质材料。
研究人员认为，同样的几何形状可以应用于更大的结构材料。例如，用于制造桥梁的水泥可以制成相同的多孔几何形状，这可以减轻重量并获得相同的坚固性。此外，由于这种形状充满了微小的孔隙，它有望被用来过滤水或化学物质。
总编辑圈
巧妙的结构设计和3D技术的“祝福”结合了压制石墨烯薄片的“轻”和“硬”特性。新结构的优点来自于它的结构，这意味着普通材料也能有同样的性能。一些专家指出，材料科学研究正在从宏观向纳米尺度转变，从传统的材料加工技术向原子结构构建研究转变。材料的“设计者”建造了不同的结构来使材料华丽。(记者刘霞)
