Композитные материалы на основе нанотрубок — вдесятеро лучше обычных!
Нанокомпозиты: Враг хорошего
Для получения резиноподобного композитного материала с высоким содержанием нанотрубок использовался вращающийся ротор

Углепластики — материал современный, легкий и прочный, используемый повсеместно. Но и их вскоре могут вытеснить новые композитные материалы на основе углеродных нанотрубок, длинных полых цилиндров, стенки которых выложены всего одним слоем атомов. Теоретически, при равной прочности, они будут весить еще раз в десять меньше, чем углепластики — или при том же весе иметь вдесятеро большую прочность. И первый такой композитный материал уже создан группой работающего в США профессора Юньтяня Чжу (Yuntian Zhu).

Ученым всего мира понадобилось более десятилетия на то, чтобы достичь этой цели: настоящий композит на основе углеродных нанотрубок должен удовлетворять четырем критериям. Во‑первых, нанотрубки должны быть достаточно длинными для того, чтобы брать на себя существенную часть нагрузки (они отличаются потрясающей механической прочностью). Во‑вторых, они должны быть упорядочены в достаточно ровные ряды. В-третьих, материал должен содержать подходящую полимерную основу, способную удерживать нанотрубки вместе и позволять им работать, не разрушаясь сам. Наконец, сами нанотрубки должны быть максимально ровными и прямыми, чтобы в структуре материала не имелось «шероховатостей».

По заявлению группы Юньтяня Чжу, им это удалось первым. Для этого ученые разработали специальный процесс, начинающийся с выращивания массива длинных углеродных нанотрубок на плоской подложке. Затем они выравниваются и накручиваются на ровно вращающийся ротор, причем параллельно на них распыляется полимерная основа, застывающая и закрепляющая всю структуру материала.

Таким путем авторы получили готовый композит — упругий материал, который может быть использован повсюду, от велосипедов до авиалайнеров будущего. Ведь, помимо прочего, он обладает еще и другими полезными свойстами: отличной тепло- и электропроводностью.

По пресс-релизу North Carolina State University