世界最強の軽量素材「スーパーグラフェン」がヤバイ!!鋼鉄の10倍の強度を実現!!


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アメリカのマサチューセッツ工科大学(MIT)の研究チームは、世界で最も軽量でありながら高強度を実現した新素材「スーパーグラフェン」を開発することに成功しました。スーパーグラフェンは、二次元状のグラフェンを圧縮して融合させることで作られており、密度が鋼鉄の5%という超軽量にも関わらず、その強度は鋼鉄の10倍だといいます。

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軽量でありながら高強度を誇る素材「スーパーグラフェン」。同じ重さに換算すれば鋼鉄の200倍の強度を持つ素材です。

このスーパーグラフェンの特徴である軽さや強度の要因は、材料自体にあるわけではなく幾何学的な三次元形状にあります。つまり、幾何学的な三次元形状さえ再現できればグラフェンを用いなくても高い強度を持つ軽量な素材を生み出せる可能性があります。

研究チームは炭素を原子レベルまで分析し、厚さ1原子分の二次元素材を作り出すことで高強度を実現しました。しかし二次現状のシートのような素材では、乗り物や建物といった現実的に必要とされる三次元的構造物を構築する上ではあまり役に立ちません。そこで研究チームは、このシートを組み合わせることで立体的でありながら超軽量、高強度を実現することに成功しました。

研究チームは、スーパーグラフェンを生み出すために熱を加えながらグラフェンのフレークを圧縮することで新素材を作りました。その構造は、サンゴや珪藻を構成する構造と似ており、強固で安定したものでした。

例えば紙は、そのままの状態では非常に弱く、力がかかるとすぐに折れてしまいます。しかし円筒形にすれば強度は高まり、重いものを置いても折れることはありません。スーパーグラフェンも同様の原理を用いています。

スーパーグラフェンの強度と軽さの秘密が形状にあるなら、プラスチックや金属などこれまでに使われてきた素材でも原理を応用して高強度の素材を作り出すことができそうですね。

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