Американські вчені винайшли надміцний композит

Дослідники з Державного університету Північної Кароліни розробили новий метод розтяжки вуглецевих нанотрубок, який дозволяє створювати вуглецеві композити, на порядок більш міцні, ніж сучасні.


Новий матеріал можна буде використовувати повсюдно: від велосипедних рам, до навантажених деталей літаків.

Композити з вуглецевого волокна в даний час використовуються для виготовлення безлічі предметів, які мають бути легким і міцними. Тим не менш, вчені хочуть додати в ці композити вуглецеві нанотрубки, що дозволить при тій же міцності в 10 разів полегшити композити або досягти тієї ж міцності при 10 разів меншій вазі. Однак, як зазвичай, дана ідея впирається в серйозну проблему: сучасні технології виготовлення нанотрубок дають на виході сплутані нежорсткі волокна, які необхідно витягувати і вирівнювати, щоб домогтися максимальної міцності і зниження ваги кінцевого продукту, тобто композиту. Американським ученим вдалося знайти дешеву технологію розтяжки вуглецевих нанотрубок, яка значно підвищує міцність композиту на розрив, а також збільшує його жорсткість і електро-і теплопровідність.

Нова методика починається з масиву вуглецевих нанотрубок, який виглядає як ліс, що росте на плоскій підкладці. Тонкі й довгі нанотрубки нежорсткі, а значить вони тісно притиснуті один до одного. Це дає можливість зачепити волокна нанотрубок на одному кінці масиву і витягнути їх. При цьому ті волокна, які не були захоплені, теж витягуються слідом за своїм сусідами.

Орієнтовані в потрібному напрямку нанотрубки потім намотують на обертову котушку, розтягують їх і обприскують розчином полімеру, який пов'язує їх в міцну композитну стрічку. Дану стрічку вже можна використовувати для виробництва різних продуктів, наприклад велосипедних рам.

У порівнянні із звичайним углеволокном нова композитна стрічка міцніше приблизно на 90% (в середньому на 3,5 гігапаскалей) і жорсткіше більш ніж на 100%. Крім того, майже в три рази збільшується теплопровідність і на 50% - електрична провідність.


Останні новини