Физики в новом баллистическом тесте продемонстрировали высокую ударопрочность графена, а также сравнили его с бронежилетом. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте New Scientist.
В новом тесте ученые использовали лазерный импульс, с помощью которого разогревали золотые нити, атомы из которых, подобно пулям, направлялись на материал из многослойного графена.
Размеры таких пуль достигали микронных размеров, а материал, который они обстреливали, включал до ста графеновых листов. Общая толщина изученных графеновых слоев колеблется от 10 до 100 нанометров.
Скорость пуль достигала тысячи метров в секунду. Ученые обнаружили, что графеновые листы рассеяли кинетическую энергию атомов золота. В баллистическом тесте деформации в графене имели вид конуса, от которого радиально образуются трещины, направление распространения которых примерно соответствует кристаллографическим направлениям.
Специалисты выяснили, что удельная энергия, необходимая для проникновения внутрь многослойного графена, примерно в десять раз выше, чем для макроскопических стальных листов для скорости 600 метров в секунду. Иными словами, графен примерно в десять раз прочнее стали и вдвое крепче кевлара.
Многослойный графен является изотропным материалом исключительно из-за своей слоистой структуры, состоящей из двумерных углеродных решеток. Ранее механические свойства графена были исследованы в квазистатических условиях, его поведение в динамических условиях не изучали.