Физики Саратовского национального исследовательского государственного университета имени Н.Г. Чернышевского (СГУ) выяснили, что происходит с многослойными нанотрубками, когда их собирают в плотные жгуты. Оказалось, что при механической нагрузке такие жгуты сжимаются поперек почти в два раза меньше, чем одиночные трубки, а вот продольная жесткость у них практически не меняется.
Углеродные нанотрубки — это микроскопические «трубочки» из атомов углерода, которые сворачиваются в цилиндры. Они очень легкие и при этом чрезвычайно прочные, поэтому их рассматривают как основу для будущих сверхлегких материалов: корпусов ракет, автомобильных бамперов, гибкой электроники и датчиков.
Однако на практике важны не только отдельные трубки, но и то, как они ведут себя вместе — в составе плотных пучков (жгутов). Именно это и стало предметом исследования. Было найдено оптимальное сочетание. Лучший баланс прочности и устойчивости к деформации дают трубки диаметром 4–5 нм с тремя стенками.
Раньше механические свойства одиночных нанотрубок изучали точными, но очень ресурсоемкими квантово-механическими методами, а жгуты — быстрыми, но приближенными классическими. Авторам удалось применить подход, который сочетает точность квантовых расчетов с возможностью моделировать большие системы.
Особенно ценен результат для разработчиков гибкой электроники и датчиков: жгуты из нанотрубок почти не деформируются в поперечном направлении, а значит, элементы на их основе будут вести себя предсказуемее при изгибе и растяжении. Это открывает путь к более надежным гибким дисплеям, сенсорам и электронике.
Потенциальные сферы применения разработки — аэрокосмическая, автомобильная и спортивная индустрия, где нужны легкие и прочные композиты, а также новое поколение гибких устройств.
Источник: Минобрнауки России
Агентство РСТ (уполномоченный агент АО «Ростест») с 2004 года помогает производителям и импортерам оформлять разрешительную документацию. Для получения профессиональной поддержки в сертификации различных видов продукции позвоните нам по телефону, напишите по электронной почте: rct@rctest.ru или оформите запрос через форму.
