| www.gizmag.com

Волокно з вуглецевих нанотрубок поєднує в собі міцність, гнучкість і електропровідність

Вуглецеві нанотрубки, з моменту їх відкриття в 1991 році, вважаються дуже перспективними для застосування в різних областях, завдяки їх високій електропровідності, міцності, що в 100 разів перевищує міцність сталі, і іншим унікальним властивостям. Але донині застосування вуглецевих нанотрубок обмежено лише стінами дослідних лабораторій, в яких проводяться роботи з пристроями і об’єктами мікроскопічного масштабу. Але поступово вуглецеві нанотрубки починають пробиватися й на більш високий рівень, на рівень речей звичайного масштабу, які можна "побачити очима і помацати руками". І до таких речей можна сміливо віднести нове волокно, виткане з вуглецевих нанотрубок, яке проводить тепло і електричний струм як металевий провідник, яке міцно як вуглецеве волокно й гнучке, як звичайна текстильна пряжа.

Грунтуючись на багаторічних дослідженнях, команда вчених з Rice University, голландської фірми Teijin Aramid, Науково-дослідної лабораторії ВПС США та ізраїльського Технологічного інституту Техніон, розробила технологію "мокрого плетіння". Це фізико-хімічний процес, який дозволяє розділити заплутні вуглецеві нанотрубки і вирівняти їх в одному напрямку. Після цього нанотрубки видавлюють крізь крихітні отвори, формуючи довгі тонкі волокна, що складаються з трильйонів щільно упакованих нанотрубок. З цих найтонших волокон цілком традиційним методом прядеться нанотрубкова нитка, яка має найвищу електричну провідність у порівнянні з нитками з нанотрубок, виготовленими іншими способами.

Для демонстрації властивостей волокна дослідники взяли і підвісили досить масивну електричну лампочку на двох нитках, які майже невидимі. При цьому, електричний струм, який забезпечує роботу цієї лампочки, передавався по цих же волокнах.

"У нас, нарешті, з’явилося волокно з нанотрубок, що володіє таким набором властивостей, яким не володіє жоден інший матеріал", - розповідає Matteo Pasquali, професор в області хімії і молекулярної хімії університету Райс, - "Це схоже на чорну нитку з бавовни, міцну, як вуглецеве волокно і проводить струм, як металевий дріт ".

"Це волокно має теплопровідність, близьку до теплопровідності кращих зразків волокон з графіту, але з електропровідністю в десять разів вище", - додає Otto Marcin, співробітник компанії Teijin Aramid, - "Але графітові волокна вельми крихкі, в той час нанотрубкове волокно гнучко і міцно як текстильна нитка. Ми очікуємо, що унікальна комбінація властивостей нанотрубкового волокна забезпечить йому широке застосування в космічній, автомобільній, електронній промисловості, в медицині та охороні здоров’я ".

Електрична провідність нанотрубкового волокна знаходиться на одному рівні з провідністю провідників з міді, золота і алюмінію. Але міцність нановолокна значно перевищує міцність металевих провідників, що дає йому значні переваги в деяких областях. "Металеві провідники будуть інтенсивно рватися навіть на етапі їх виробництва, якщо їх товщина буде дуже мала", - розповідає Matteo Pasquali, -. "Тому в багатьох випадках використовують металеві дроти, перетин яких значно перевищує перетин, що необхідний з електричної точки зору. Головним прикладом тому є кабель для організації комп’ютерних мереж. І саме в таких випадках доцільно використовувати найтонше волокно, що виткане з нанотрубок за нашим способом ".

Рекомендувати цей матеріал
X




забув пароль

реєстрація

X

X

надіслати мені новий пароль