Суперпрочное волокно из оксида графена

314
Плюсануть
Поделиться

grafenНаука не стоит на месте и это доказывают учёные из Университета Райса (Хьюстон, США), которые разработали суперпрочное волокно из оксида графена. Если на обычном полимерном или углеродном волокне завязать узел, то его прочность значительно снизится именно в этом месте. Инновационное волокно исключает этот недостаток, являясь суперпрочным даже в местах, где расположен узел.

Главный секрет данного волокна – это использование в его составе оксида графена. Изъятые из графита химическим путем, частички графена имеют довольно маленький размер. В среднем их диаметр составляет 22 мкм, т. е. всего лишь четверть ширины человеческого волоса. Но эти частички являются просто огромными в сравнении с частицами нефтяного пека, который на данный момент применяется для создания углеродных волокон. И за счет своего более крупного размера, частицы графена лучше крепятся между собой, выкладываясь внахлест друг на друга. Также эти частицы с помощью сил Ван-дер-Ваальса имеют притяжение друг к другу.

Такая суперпрочность объясняется очень низким значением модуля упругости при изгибе оксида графена. Такое инновационное волокно, при применении определенной нагрузки, может порваться как в месте расположения узла, так и в любом другом с одинаковой вероятностью.

Учёные также установили, что новое волокно, которое производится при комнатной температуре, можно немного усовершенствовать, еще более усилив прочность на разрыв. Для этого его подвергли дополнительной обработке при высокой температуре (около 21000С). Но как оказалось, при увеличении общей прочности, волокно полностью теряет свое уникальное свойство – быть суперпрочным в местах расположения узлов.

Учёные не остановились на достигнутом результате и продолжают разработки всевозможных вариантов создания сверхпрочного волокна. Так, используя частички оксида графена диаметром 9 мкм (вместо 22мкм), учёные получили более прочное волокно, которое не требует дальнейшей тепловой обработки. Также частицы графена, стали лучше крепиться друг к другу, лучше выравниваться, делая новое волокно долее гладким, а соответственно и более прочным.

Следует отметить, что разработки учёных в этой области велись с использованием экологически чистых технологий, которые Университет Райса запатентовал еще несколько лет назад.

Разработка американских исследователей позволит значительно увеличить прочность всех материалов, где в составе имеются углеродные волокна. Такое суперпрочное волокно из оксида графена найдет свое применение во многих отраслях. Например, его возможно использовать для создания композиционных материалов в авиастроении или суперпрочных, но при этом достаточно тонких, защитных тканей для военных (бронежилеты и прочее).