Бумага из нанотрубок проявляет необычные свойства

 


У композиций из углеродных нанотрубок оказались исключительно интересные механические свойства.

Растяжение большинства материалов приводит к тому, что в поперечных направлениях размер материалов сокращается. Лучше всего это видно на полоске резины. Однако лист бумаги из нанотрубок ведет себя совсем иначе - его ширина увеличивается при вытягивании в продольном направлении. Это неожиданное свойство может быть использовано для создания целого ряда новых конструкционных материалов, различных датчиков, искусственных мускулов и т.д.

В работе Рея Богмана (Ray Baughman) и его коллег из университета штата Техас в Далласе и двух бразильских университетов, опубликованной в журнале Science, описаны приготовление и свойства бумаги из нанотрубок. Бумагу готовили по такой же технологии, какая используется сотни лет для приготовления обычной бумаги из целлюлозы, с той лишь разницей, что вместо целлюлозных волокон использовали однослойные или многослойные (состоящие из нескольких соосных цилиндров) углеродные нанотрубки.

Исследователи измеряли коэффициент поперечной деформации (т.н. коэффициент Пуассона) - отношение относительного поперечного сужения (расширения) к относительному продольному удлинению - для разных композиций, содержащих однослойные и многослойные нанотрубки. Оказалось, что бумага из однослойных нанотрубок имеет положительный коэффициент Пуассона, а по мере увеличения доли многослойных нанотрубок наблюдается резкий переход к отрицательному значению -0,20. Другой интересный экспериментальный результат - композиция нанотрубок разного типа стала более чем в 2 раза прочнее, чем каждый из материалов по отдельности.

Ученые для объяснения эффекта использовали простую механическую модель и аналогию. Нанотрубки имеют зигзагообразную форму и соединяются между собой так, как рейки в сжимаемых решетчатых структурах (западным читателям для сравнения приводят каркас-шкаф для хранения винных бутылок).

Возможность придавать "супербумаге" произвольную форму, а также регулировать коэффициент Пуассона открывает перспективы для использования новых материалов в целом ряде приложений. Приборостроителям, например, очень важно иметь материал с нулевым коэффициентом для создания сверхточных датчиков линейных и угловых перемещений, сообщает Physics World.


Источник: CNews.ru