23.01.2007

Изучены механические свойства ткани из нанотрубок

Физики рассчитали, в виде компьютерной модели, параметры ковкого и эластичного материала из такого жёсткого сырья, как углеродные нанотрубки. Эту работу выполнили Минь Ван (Min Wang), Синьмин Цю (Xinming Qiu) и Сюн Чжан (Xiong Zhang) из китайского университета Тсынхуа (Tsinghua university).

Авторы исследования изучили взаимодействие соединения углеродных нанотрубок в виде буквы Y, которое, будучи многократно повторённым, создавало сотовую структуру. Моделирование показало, что под растягивающей нагрузкой такая система ведёт себя удивительно упруго и выдерживает большие усилия. Причём поведение её несколько отличалось от такой же по форме сетки, но в обычном макроскопическом масштабе.

Модель распределения напряжений в суперграфите. Одна трубка разорвана.

Оказалось, при длине отдельных трубок в 20 нанометров, распределение усилий внутри сот зависело не только от классической теории сопротивления материалов. Тут уже вмешивались силы Ван дер Ваальса между соседними ячейками и рекомбинация химических связей.

Также учёные установили, что при повреждении одной из трубок остальные неплохо перераспределяли между собой нагрузку.

Поскольку форма соединения Y напоминает связь углерод-углерод в графите, авторы исследования назвали новый материал суперграфитом. Этой сети учёные прочат большое будущее в сфере высокопрочных конструкционных материалов.

Источники:

1. MEMBRANA