Углеродные нанотрубки не выдержат космический лифт

Гонконгские ученые продемонстрировали, что чтобы выдержать нагрузки, нужные для реализации идеи космического лифта, углеродные нанотрубки не должны иметь ни единого недостатка. Получение таких нанотрубок вряд ли станет достижимым на практике в в обозримом будущем.

Поразительно прочные и легкие, углеродные нанотрубки считаются одним из самых перспективных материалов будущего, что разрешит создать технологии, недоступные сейчас. Одной из таких разработок может стать «космический лифт» – конструкция для безракетного запуска в космос. Подсчитано, что трос, протянутый с поверхности Почвы до геостационарной орбиты, будет удерживаться сам по себе, за счет центробежной силы, и она же сможет придавать нужной нагрузке необходимое для старта ускорение.

Главной проблемой космического лифта остается сам трос: нужной прочностью на килограмм собственной массы не владеет ни одна сталь. Вместе с тем расчеты говорят о том, что углеродные нанотрубки способны выдерживать куда громадную нагрузку на разрыв – до 100 ГПа. Из-за несовершенства разработок получения таких одноатомных слоев углерода, свернутых в долгие полые трубки, пока данный показатель образовывает только 1 ГПа.

Но недавняя работа физиков из Гонконгского политехнического университета продемонстрировала, что дело возможно не только в разработках.

Ученые, статья которых опубликована изданием ACS Nano, смоделировали поведение нанотрубки, в которой всего один атом смещен со своей позиции. В следствии в одном участке ее совершенная гексагональная решетка нарушается возникновением пяти- и семиугольной структуры. Оказалось, что это маленькое несовершенство быстро ухудшает теоретические совершенные особенности нанотрубки, и ее прочность на разрыв падает до 40 ГПа всего из-за одного атома.

Авторы полагают, что именно таковой итог мы видим до тех пор пока, стараясь взять самые лучшие углеродные нанотрубки: пара десятков смещенных атомов без шуток ухудшают их характеристики. Хуже того, трос будущего космического лифта обязан выдерживать минимум 50 ГПа, а это значит, что нанотрубки для него подойдут только совершенные – те, в которых любой атом находится строго в собственной позиции гексагональной решетки.

Получение таких нанотрубок громадных размеров, хотя бы порядка метров, вряд ли достижимо в в обозримом будущем. Похоже, лифт в очередной раз застрял.

Углеродные нанотрубки не выдержат космический лифт

Космический лифт уже не за горизонтом


Темы которые будут Вам интересны:

Читайте также: