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石墨烯片可通过放电等离子体烧结技术制成强度极大的多孔材料

本文摘要:美国莱斯大学科学家们主导的一项研究证明,由石墨烯片烧成出的液体材料或许不会非常适合用来作为骨植入材料。 参予这项研究的人员利用静电等离子体工件技术,将水解石墨烯片做成了多孔液体材料。 和传统的骨植入材料钛比起,这种多孔材料在力学性能和生物相容性上的展现出都要更佳。 研究人员们坚信,这一技术再加石墨模具,将可以用来生产非常复杂的石墨烯材料,而且耗时只需数分钟,相比处置特种金属来更加便利。

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美国莱斯大学科学家们主导的一项研究证明,由石墨烯片烧成出的液体材料或许不会非常适合用来作为骨植入材料。  参予这项研究的人员利用静电等离子体工件技术,将水解石墨烯片做成了多孔液体材料。

和传统的骨植入材料钛比起,这种多孔材料在力学性能和生物相容性上的展现出都要更佳。    研究人员们坚信,这一技术再加石墨模具,将可以用来生产非常复杂的石墨烯材料,而且耗时只需数分钟,相比处置特种金属来更加便利。  此次研究论文的联合第一作者莱斯大学博士后助理研究员ChandraSekharTiwary回应:石墨烯是一种十分有意思的材料,用途普遍,它的生物相容性也很好。

我们考虑到用石墨烯来作为骨植入材料是因为四个方面:力学性能、密度、多孔性以及生物相容性。  Tiwary回应,工业界一般用静电等离子体工件技术来生产简单的陶制零件。只要有很高的电压就可以马上将石墨烯片工件在一起,需要很高的气压或温度。

通过这一技术烧成的石墨烯液体材料孔隙度超过了近50%,密度仅有为石墨的一半和钛的四分之一,但其抗压强度却有40兆帕,不足以用于骨植入材料。石墨烯片之间的相连力不足以确保材料会在水中解体。  研究人员们还可以通过转变电压来掌控这一材料的密度。

他们在室温条件下做到了一系列试验,尝试200到400摄氏度的工件温度,结果显示工件温度在300摄氏度时取得的材料性能最差。Tiwary说:二维材料的益处是可以相连的地方有很多。

对于石墨烯来说,你只要突破一个较小的活化障碍就能获得十分强劲的相连。  他们还测试了这种液体材料的承载能力,拒绝接受测试的材料由两层到五层石墨烯工件而出,最低可以忍受70微牛顿的力。

德州大学安德森癌症中心的研究人员还顺利地在这一材料上培育圈养了细胞,证明了其生物相容性。此外,德州大学安德森癌症中心的研究人员还找到,工件过程不会让水解石墨烯片变为更加稳固、更加平稳的纯双层石墨烯。

  主导此次研究的莱斯材料实验室科学家PulickelAjayan指出:这一材料表明出有了非常规材料在常规技术中的有可能用途,但前提是二维石墨烯层可以大量被做成不具备适合密度和强度的三维液体材料。  构建这一目标面对的仅次于挑战是,在工程上让这些纳米材料构成相连和稳固的接触面。

在这次研究中,用静电等离子体工件技术来将石墨烯片做成三维液体材料就十分有效地。


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