Эксперимент наконец-то подтвердил экстраординарную прочность нанотрубок

в течении всей истории существования человечества не прекращался поиск новых материалов с более идеальными механическими чертями. В память о достигнутых на этом пути удачах нам остались заглавия соответствующих эр: каменный, медный, железный века…. По окончании открытия углеродных нанотрубок в литературе начала обсуждаться возможность их применения для изготовления сверхпрочных материалов нового поколения.

Теория предвещала, что прочность и твёрдость нанотрубок существенно выше, чем у всех известных конструкционных материалов [1], но экспериментально это весьма долго подтвердить не получалось.

В работе [2] сотрудников Northwestern University и Los Alamos National Laboratory в первый раз продемонстрировано, что нанотрубки вправду являются такими же прочными, как и предвещают квантово-механические расчеты. Более того, авторы [2] поняли, что предел прочности многостенных нанотрубок возможно еще повысить за счет контролируемого формирования связей между соседними стенками. Это достигается методом облучения нанотрубок электронами.

В отличие от прошлых работ, в [2] поведение нанотрубок при механической нагрузке было изучено при помощи просвечивающей (а не сканирующей) электронной микроскопии.

Эксперимент наконец-то подтвердил экстраординарную прочность нанотрубок

Схематические зависимости механических напряжений от деформации для двух классов материалов: хрупких (вверху) и пластичных (внизу). Опыт говорит о том, что углеродные нанотрубки относятся к первому из них, в то время как расчеты говорят об обратном.

Первым использованием на практике углеродных нанотрубок в материаловедении станет, по-видимому, их применение для упрочнения полимерных композитов. До тех пор пока этому мешает сравнительная дороговизна нанотрубок, и еще нерешенная неприятность, которая связана с тенденцией нанотрубок образовывать связки, вместо того дабы быть равномерно диспергированными по полимерной матрице.

Помимо этого, не сильный звеном тут могут быть границы раздела между нанотрубками и матрицей: именно на таких границах зарождаются трещины, распространяющиеся после этого по всему примеру и приводящие к его разрушению. В случае если все эти преграды удастся преодолеть, то … наступит Нанотрубочный Век!

Л. Опенов

  • 1. S.Ogata, Y.Shiputani, Phys. Rev. B 68, 165 (2003)
  • 2. B.Peng et al., Nature Nanotechn. 3, 626 (2008)*

Опубликовано вNanoWeek,

  • Прошлая статья:Ученые РосНОУ изобрели суперклей
  • Следующая статья:Бумага из нанотрубок способом прокатки

Наномир. Углеродные нанотрубки.


Темы которые будут Вам интересны: