3D打印塑料件强度超过钢？

最近，麻省理工学院（MIT）的一个研究小组用多材料3D打印机研究了最强的轻质材料之一。通过压缩和熔化石墨烯片，他们创造出一种密度为钢的5％、强度为钢的10倍的材料。

石墨烯被普遍认为是最强的2D形式材料，MIT研究人员对其进行了一些激动人心的实验，并且弄清楚了石墨烯如此之强的原因。该研究成果已发表在《Science Advances》上。 

据了解，该研究团队通过对石墨烯片进行热和压力的压缩，最终得到一种超强的形状，其结构有点像珊瑚、坚固而稳定。 

这时材料表现得有点像折叠的纸张：展开时，纸张很容易撕破，但当它卷成管状或折叠成更小的形状时，其强度大大增加。同样，压缩后的石墨烯片比未压缩时强度更大。正是这种不寻常的、类似珊瑚的形状使得压缩后的石墨烯变得如此之强，而不是材料本身的性质。 

意识到这种模式后，研究人员想知道他们能实现怎样的最大强度。“我们想看看极限在哪里，想知道我们能生产出的、可能的最强材料是什么样的。”MIT的CEE研究科学家Zhao Qin说。 

当把石墨烯结构压缩至极限时，得到了一种令人难以置信的坚固材料，其密度为钢的5％，但强度却是钢的10倍。通过分析压缩后的石墨烯片的几何排列，研究人员能用3D打印机部分重现这种最强材料。 

在塑料重现石墨烯超强几何结构？

在这项研究中，最重要的发现之一是认识到可在其他材料上再现石墨烯的这种超强几何结构，以便节省成本或利用其他材料的性能，例如，在塑料及其他更便宜的材料上复制这种3D形式。

这意味着，科学家可以更低的成本实现类似于石墨烯的强度。今后我们既可以利用真实的石墨烯材料，也可以利用在石墨烯材料中发现的这种结构，并用任何其他材料来替换掉石墨烯。 

MIT这项研究可能会在许多领域发挥作用。例如，桥梁等混凝土结构可带有与在石墨烯中发现的多孔几何形状相似的形状，而这种几何形状的微小孔隙也可用于水或化学处理中的过滤系统。