Пористые углеродные трубки показали интересные свойства

 


Новый материал из углерода синтезировали учёные из университета Тунцзи в Шанхае (Tongji University in Shanghai). Пористые трубки показали свойства не хуже, чем их наноразмерные собратья.

Китайские физики и химики отмечают, что новые "пористые колоссальные углеродные трубки" по своим параметрам находятся между классическим углеродным волокном и углеродными нанотрубками, открытыми в 1991 году.

При этом у них есть свои достоинства: в отличие от углеродного волокна обычного типа они легче (1 кубический сантиметр материала весит 0,1 грамма, сравните с 2 граммами в случае углеволокна) и в то же время прочнее.

Полученные с помощью выпаривания этилена и керосина объекты представляют собой трубки диаметром от 40 до 100 микрометров и длиной несколько сантиметров. Их стенки (порядка 1,4 микрометра) состоят из макроскопических столбчатых прямоугольных пор. Из-за этого по плотности новый материал приближается к нанопенам. Расположение пор отличается особой упорядоченностью, а стенки имеют пластинчатую структуру, как у графита.

Глава проведённого исследования Хуэйшэн Пэн (Huisheng Peng) рассказывает, что по пределу прочности отдельные пористые трубки значительно превосходят классическое углеволокно. Кроме того, с увеличением нагрузки они не разрываются мгновенно, а медленно расползаются (пластически деформируются), как металлическая проволока.

Команда учёных предполагает, что их материал может быть использован для создания высокопрочных материалов и бронежилетов. По некоторым параметрам "пористые колоссальные углеродные трубки" могут превзойти кевлар, синтетическое вещество, которое используется для армирования самых разных изделий от носков до защитного снаряжения.

"Эта новая форма углерода стала неожиданностью для меня", — говорит Мильдред Дрессельхаус (Mildred Dresselhaus), специалист по углеродным технологиям из MIT. Профессора в первую очередь поразила структура стенок трубок.

По словам Дрессельхаус, среди предыдущих разработок в этой области встречались пористые материалы, но ни один из них не был настолько прочным. Она также отмечает, что хорошие электрические свойства позволят использовать новые углеродные трубки в гибкой "текстильной" электронике.

С нанотрубками в этом смысле обращаться сложнее, так как их пока не удалось преобразовать в достаточно длинные волокна (хотят тут есть впечатляющие достижения), а композиты на их основе показывают уже далеко не такую прочность, как сами трубки.

Пока учёным не удалось установить, как именно образуется такая упорядоченная структура стенок в сложных объектах. Но в своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, они выдвинули предположение, что сначала образуется похожая на пену плоскость, которая со временем сворачивается, формируя множество цилиндров.


Источник: MEMBRANA.RU