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這款硬度媲美金剛石的油漆,讓你不用擔心汽車被劃花

根據《自然通訊》消息, 英國貝爾法斯特女王大學的 Elton Santos 博士帶領的國際研究團隊發現石墨烯薄層具有超潤滑特性(摩擦力幾乎消失)。 另外, 他們還發現六方氮化硼薄膜(h-BN)與金剛石一樣堅硬, 但是比金剛石更柔韌、更便宜、更輕。 研究結果表明 h-BN 薄膜是世界上最硬的絕緣體, 並且由於其特性, 可被用於製造柔韌且堅固的智慧設備以及汽車用防劃油漆。

圖丨英國貝爾法斯特女王大學研究發現可用作汽車防劃油漆的材料

Santos 博士解釋, 大多數情況下, 液體(比如水或者油)表面是比較光滑的。 光滑表面上摩擦力幾乎為零時的狀態被稱為“超潤滑”。 石墨烯薄層具備超潤滑特性, 源自於其碳原子軌道。 一般來說, 為了產生摩擦力, 一些原子軌道必須重疊並處於高溫下, 或者釋放一些能量。

令人驚奇的是, 研究發現石墨烯薄層不需要上述過程, 它可以自發地另一薄層上滑行而不釋放熱量。

也就是說, 石墨烯薄層可以在不釋放熱量的情況下實現超潤滑狀態, 僅有一些材料具備這樣的特性, 而石墨烯就是其中之一。 這是他們的核心發現之一。

另外, 另外, 他們還發現, h-BN 薄膜的機械強度幾乎與金剛石一樣(根據楊氏模量的測量結果, 如下圖所示), 這絕對稱得上是開拓性的發現。 它比金剛石更便宜、更柔韌、更輕。

圖丨英國貝爾法斯特女王大學發現柔軟材料——h-BN薄膜

Santos 博士表示, “我們的研究有一些潛在應用, 可能要在 5-10 年後才能真正實現。 但是短期內可以看到收益的是作為液體混合物的增強材料, 比如用於製造油漆, 使其更耐腐蝕, 並可能用作汽車用防劃油漆。 ”另外, 該材料柔韌性較好, 可用於製造電子設備和發動機, 優點是摩擦小且不產生熱量。

目前, 有幾家公司致力於將 h-BN 和石墨烯同時集成到 iPad 和智慧手機等電子設備的樣機中。 這些公司還研究將 h-BN 與高分子材料結合在一起, 提高強度, 以實現在航空航太、運動產品以及土木工程等領域的創新應用。

Santos 博士說:“我們也一直在尋找其他二維晶體的組合, 以實現類似應用。 截至目前, 石墨烯看起來是最好的選擇, 但是仍有待深入挖掘其它層狀材料。 從當下全球範圍內掀起的二維層狀材料研究熱潮來看, 其未來的發展將會是一片光明。 ”

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