Двумерная структура графена наделяет его множеством замечательных качеств, но также делает его весьма неудобным в обращении. Для того, чтобы придать графена более практичную объёмную форму сегодня, в основном, используются два метода. В первом, 3D-объекты образуют из замораживаемой в формах гелеобразной суспензии оксида графена, но так можно получать только самые простые структуры. Второй метод более универсален, он использует 3D-принтер и смесь графена с полимером или другим наполнителем. Но термообработка, необходимая для удаления полимера, повреждает тонкую структуру полученной конструкции.

Подобных недостатков, ограничивающих возможности коммерческого применения 3D-графена, лишена комбинированная методика, которую в публикации для журнала Small описала команда инженеров из Университета Баффало, Канзасского университета и Харбинского технологического института (Китай).

В своих экспериментах они смешивали оксид графена с водой и печатным способом строили на охлаждённой до –25 °C поверхности решёточный каркас. Перемежающиеся с графеном слои льда обеспечивали структурную прочность создаваемого объекта.

После завершения процесса печати, трёхмерную решётку окунали в жидкий азот, что позволяло сформировать более прочные, водородные связи. Затем следовала сушка в сублимационной камере, где лёд удалялся в виде газа. Конечным результатом стала сложная объёмная структура из графенового аэрогеля, которая сохраняла свою форму при комнатной температуре.

Авторы считают продемонстрированную методику важным шагом на пути к превращению графена в коммерческий материал. В дальнейших их планах исследование возможностей создания аэрогелей, состоящих из многих материалов.