Ученые создали углеродную нанопленку прочнее кевлара и углеродного волокна

На первый взгляд может показаться, что на фотографии выше находится обычный пакет для мусора. Однако это не так. На фото выше изображена пленка из углеродных нанотрубок, которая прочнее кевлара и эластичнее углеродного волокна.

Углеродные нанотрубки уже довольно продолжительное время привлекают внимание материаловедов. На микроскопическом уровне они очень прочные и эластичные. Однако при создании из них различных материалов, свойства нанотрубок несколько снижаются. Объясняется это тем, что трубки в этом случае располагаются случайным образом, в то время как для достижения их максимальной прочности необходимо, чтобы они располагались параллельно друг другу. Команда исследователей из Восточного китайского университета науки и техники нашли способ производства пленки, в которой нанотрубки располагаются именно так, как того требуется для создания прочного материала.

Как сообщает сайт Chemical and Engineering News, данный способ производства несколько похож на те методы, которые применяются в стеклодувном деле. С помощью мощного направленного потока из газа азота ученые проталкивали слой углеродных нанотрубок вдоль поверхности специальной основы, которая располагалась внутри печи с температурой 1149 градусов Цельсия. На выходе из печи материал буквально обволакивал трубчатую основу. После этого ученые остужают его. В результате получается двухслойная пленка. Далее пленку раскатывают и выравнивают с помощью системы специальных роликов.

Возможно, процесс производства и не выглядит примечательным, однако результат работы весьма впечатляет. Предел прочности полученной пленки составляет 9,6 гигапаскаля. Для сравнения: предел прочности кевларовых волокон составляет всего 3,7 гигапаскаля, а прочность углеродного волокла равна приблизительно 7 гигапаскалям. Кроме того, материал получился весьма эластичный. Он может растягиваться приблизительно на 8 процентов от первоначальной длины, что несколько больше, чем возможности углеродного волокна, которое способно растянуться до 6 процентов от первоначальной величины.

Ученые отмечают, что полученный материал, при добавлении различного количества дополнительных слоев, может найти свое применение в самых разных сферах. Например, на его основе можно создавать прочные покрытия для различных судов и частей космических аппаратов, а также для производства новых видов брони для военных целей. Или очень и очень качественных пакетов для мусора.