Пробковое дерево имеет множество потенциальных применений: от создания моделей самолетов, до полномасштабных лопастей ветряных турбин. Исследователи из США и Китая нашли способ улучшить свойства материала, превратив его механической и химической обработкой в «деревянную углеродную губку».
Новая структура выдерживает повторяющееся сжатие и другие экстремальные механические воздействия. Результаты исследования представлены в Chem.
«Мы показали, что химическая обработка и коксование могут превратить жесткую, несжимаемую пробку в «губку» с усталостной стойкостью и чувствительностью к электрической реакции, — сказал один из старших авторов, Лянбинг Ху из Мэрилендского университета. – То, что структура полностью изготовлена из натурального дерева простым, экономически эффективным способом, выгодно отличает ее от других популярных решений, вроде графена и углеродных нанотрубок».
Ученые получили гибкую, но упругую архитектуру губки, использовав распространенные химикаты для расщепления гемицеллюлозы и волокон лигнина, удерживающих клетки пробкового дерева в нормальном состоянии. Затем материал нагрели до 1000°С для превращения в чистый водород. Суммарный эффект процесса привел к получению стопки волнистых, взаимосвязанных, дугообразных углеродных листов.
Дерево, сожженное без химической обработки, настолько хрупкое, что любое механическое воздействие необратимо превращает его в пыль и пепел. Углеродная губка выдерживала повторное сжатие до 10 000 раз без деформации. Результаты удивили команду, также возглавляемую Тенгом Ли (Мэрилендский университет) и Цзя Се из Хуачжунского университета науки и технологии, Китай.
Последующие механические и электрические тесты показали, что материал можно вставить в прототип датчика деформации, подходящий для крепления на человеческий палец. Подобное устройство кажется полезным для носимой спортивной и медицинской электроники.
Авторы считают, что деревянную углеродную губку также можно использовать в фильтрах для воды, аккумуляторах и систем, вроде суперконденсаторов.
Ваше мнение