'S Werelds lichtste 3D-geprinte structuur is zo licht dat hij op een watje of de bloembladen van een bloem kan worden geplaatst.

Het recordbrekende materiaal is 3D-geprinte grafeen-aerogel en is ontwikkeld door Dong Lin, Kansas State University assistent-professor industriële en productiesysteemtechniek; Chi Zhou, assistent-professor industriële en systeemtechniek aan de universiteit van Buffalo; en Qiangqiang Zhang, een universitair hoofddocent aan de Lanzhou University in China.

Guinness World Records heeft de grafeen-aerogel "de minst dichte 3D-geprinte structuur" genoemd. De 3D-geprinte grafeen-aerogel weegt 0,5 milligram per kubieke centimeter. De onderzoekers ontwikkelden het materiaal in februari 2016 en hebben de officiële erkenning gekregen van GUINNESS WORLD RECORDS. Hun prestatie zal worden vermeld in de Guinness World Records 2018-editie.

"Grafeen is een revolutionair materiaal en het is logisch dat de aerogelvorm net zo belangrijk zou zijn, Lin zei. "Onze 3D-geprinte grafeen-aerogel heeft belangrijke eigenschappen die het materiaal veel toepassingen geven voor betere elektronica, batterijen of halfgeleiders."

Het 3D-geprinte materiaal is niet alleen baanbrekend, maar de manier waarop de onderzoekers het driedimensionale grafeen printen is net zo revolutionair.

Grafeen is een enkele atoomdikke laag hexagonaal gecoördineerde koolstofatomen, waardoor het 's werelds dunste materiaal is en het waardevolle fysieke en elektronische eigenschappen geeft.

Om grafeen-aerogel in 3D te printen, de onderzoekers gebruiken een aangepaste inkjetprinter die gebruik maakt van twee nozzles. Ze printen druppels van een mengsel van grafeenoxide en water in een vriezer op een koude plaat van min 20 graden Celsius in 3D. Deze methode creëert een 3D-ijsstructuur van grafeen en bevroren water, waardoor het grafeen zijn vorm behoudt, zei Lin.

Wanneer het afdrukken is voltooid, de onderzoekers plaatsen het 3D-materiaal in een vriesdroger, die het ijs verwijdert door een hoog vacuüm en lage temperatuur te bieden. Wat overblijft is een driedimensionale grafeen-aerogel die zijn vorm behoudt bij kamertemperatuur.

"We waren niet van plan een record te vestigen, maar het is zeker een mooie erkenning van ons werk, " Zei Zhou. "Ik denk dat dit helpt om het enorme potentieel aan te tonen dat grafeen-aerogel in ons dagelijks leven heeft."

Het is notoir moeilijk geweest om driedimensionale grafeenvormen te maken, Lin zei, en zijn samenwerkingsteam is de derde groep ter wereld die grafeen 3D print. Hun nieuwe printmethode is een verbetering omdat er minder ingrediënten voor nodig zijn en alleen grafeenoxide en bevroren water nodig zijn. Aanvullend, de twee nozzles op de aangepaste printer stellen de onderzoekers in staat om complexe vormen te creëren met minder materiaal, waardoor het het lichtste materiaal ter wereld is.

"Met deze 3D-printmethode, we kunnen de vorm van de grafeen-aerogel regelen en idealiter, we kunnen de elektrische en mechanische eigenschappen voor de aerogels regelen, te, ' zei Lin.

De grafeen aerogel heeft tal van mogelijkheden, van flexibele batterijen tot betere halfgeleiders, en het zou zelfs kunnen worden gebruikt om de bouw van gebouwen beter te isoleren.

"Aerogel is een bijzonder materiaal met veel toepassingen en daarom is het een van de populairste materialen ter wereld, ' zei Lin.