Вчені з Університету Райса навчилися друкувати на лазерному 3D-принтері об'єкти з графенової піни сантиметрового розміру. Примітно, що вихідними компонентами для графена була суміш цукру і порошкоподібного нікелю. Дослідження опубліковано в журналі
Графен - це одноатомний шар з атомів вуглецю. Через це більшість людей сприймає цей матеріал як тонку плівку, яку складно застосовувати на практиці. Але відносно недавно графен стали отримувати і в об'ємному вигляді, в якому графенові «пластівці» невеликого розміру скріплюються між собою під різними кутами і утворюють об'ємну пористу структуру.
Саме таку структуру вдалося отримати хімікам з Університету Райса. Їх нова робота стала продовженням попередньої, в якій для створення графенової піни вченим доводилося використовувати хімічне осадження з газової фази при температурі близько тисячі градусів Цельсія, а також спеціальну формувальну ємність. Тепер дослідники змогли адаптувати технологію лазерного друку для своїх потреб і таким чином змогли проводити синтез при кімнатній температурі.
Технологія влаштована наступним чином. Спочатку готувалася суміш з цукрози і порошку нікелю в співвідношенні 1:6 по масі. Потім суміш поміщалася в спеціальний контейнер під лазером. Подальший процес нагадував селективне лазерне спікання, при якому лазерний промінь сканує поверхню порошку і спекає його в заданих місцях. У цьому випадку лазерний промінь, що потрапляє на суміш, перетворював цукрозу на графен, а нікель був каталізатором процесу. Після завершення одного шару на нього наносилася нова порція порошку і процес повторювався до отримання цільного виробу.
Отримана графенова піна володіла вкрай низькою щільністю 0,015 грам на кубічний сантиметр і часткою пір в загальному обсязі більше 99 відсотків. Крім цього отриманий матеріал виявився досить міцним, завдяки чому вчені припускають, що його можна буде використовувати для швидкого прототипування і створення різних пристроїв, наприклад графенових акумуляторів.
Нещодавно суміжні групи дослідників з Університету Райса представили й інші роботи, присвячені лазерному отриманню графена. Наприклад, з'ясувалося, що отриманий з полімерної плівки графен має сильну антимікробну дію. А змінюючи газове середовище під час синтезу такого графену, вчені змогли домогтися його різного ставлення до води: від супергідрофільного до супергідрофобного.