Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
а) Изображение жгутов УНТ, подверженных процедуре скручивания на 10, 30, 50 и 70 оборотов, соответственно (сверху вниз); b) зависимость нагрузки от числа витков скручивания (на вставке показано, как при большом скручивании жгут теряет прямолинейную форму); с) зависимость прочности на разрыв от числа витков скручивания.

Повышение прочности жгутов нанотрубок в результате скручивания

Ключевые слова:  периодика, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Зайцев Дмитрий Дмитриевич

05 июня 2007

Углеродные нанотрубки (УНТ) отличаются рекордно высокими механическими характеристиками. Так, модуль Юнга однослойной УНТ составляет порядка терапаскаля, что в десятки раз превышает соответствующую величину для наиболее прочных стальных нитей и тросов. Это открывает перспективы создания на основе УНТ новых сверхпрочных гибких материалов, сочетающих высокие механические качества с хорошей электропроводностью и химической стабильностью. Однако при переходе от индивидуальной нанотрубки к макро-скопическим материалам, содержащим большое количество таких объектов, прочностные качества материала снижаются. Так, модуль Юнга жгутов, состоящих из нескольких сотен однослойных УНТ, не превышает 10 ГПа, что в несколько раз ниже соответствующей величины для самых прочных стальных тросов. Это обусловлено тем обстоятельством, что силы взаимодействия между соседними нанотрубками, входящими в состав макроскопического материала, существенно (на 1 - 2 порядка) слабее, чем силы взаимодействия между соседними атомами углерода, принадлежащими одной нанотрубке. Поэтому механическая нагрузка, накладываемая на определенные нанотрубки, плохо передается другим нанотрубкам, которые непосредственно не подвержены воздействию, и растяжение материала под действием механической нагрузки обусловлено не столько растяжением индивидуальных нанотрубок, входящих в его структуру, сколько движением нанотрубок в материале друг относительно друга.

Эффективный способ повышения прочности нитей, состоящих из большого числа индивидуальных однослойных УНТ, разработан недавно в одном из университетов Тайваня, где использование методики скручивания толстых нитей из УНТ привело к многократному увеличению модуля Юнга [1]. Однослойные УНТ были синтезированы в результате пиролиза феррроцена при температуре 1200 °C. Исходные образцы, имеющие структуру пленки, сворачивались с помощью специального моторчика в жгуты диаметром около 15 мкм и длиной 8 см. Наблюдения, выполненные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показывают, число оборотов на 1 см длины исходного жгута, составляет около 10. Было отобрано несколько жгутов, каждый из которых подвергался закручиванию на 10, 30, 50 и 70 оборотов, соответственно (см. рис.). Это приводило к некоторому (не более 7%) укорачиванию жгутов и существенному (до трехкратного) увеличению их плотности.

Прочность жгутов, подвергнутых процедуре скручивания, измерялась стандартным методом в зависимости от числа витков. Как видно, скручивание на 70 витков приводит к шестикратному увеличению прочности жгутов на разрыв. Если число витков превышает 100, прочность существенно снижается, что связано с нарушением прямолинейной формы жгута.

[1] T.-W. Cheng, W.-K. Hsu Appl. Phys. Lett. 90, 123102 (2007)



Источник: ПерсТ




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Снежинки
Снежинки

Научно-популярный лекторий РНФ на Международном молодежном научном форуме «Ломоносов-2019»
С 9 по 11 апреля российские ученые рассказывают о своих научных исследованиях, которые выполняются по грантам Российского научного фонда. Лекции проходят в рамках Лектория РНФ во время проведения Международного молодежного научного форума «Ломоносов-2019».

Фестивали «От Винта!» и NAUKA 0+ представили инновационные проекты на выставке Hannover Messe 2019
Ганновер (Германия) 5 апреля 2019 года. – Объединённая экспозиция Фестиваля детского и молодежного научно-технического творчества “От Винта!” и Всероссийского фестиваля NAUKA 0+ была представлена на крупнейшей выставке промышленных технологий Hannover Messe 2019 в Германии в составе стенда Российской Федерации, организованного Российским экспортным центром при поддержке Министерства промышленности и торговли РФ.

Стань магистрантом в области светодиодных технологий без экзаменов
От бакалавриата к магистратуре без вступительных экзаменов уже сейчас? С портфолио возможно все! Участвуйте в конкурсе «Науке нужен ты!» и получайте бюджетный билет в первую в России магистерскую программу в области светодиодных технологий и оптоэлектроники Университета ИТМО!

Интервью с Константином Козловым - абсолютным победителем XIII Наноолимпиады
Семенова Анна Александровна
Школьник 11 класса Константин Козлов (г. Москва) стал абсолютным победителем Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" 2018/2019 по комплексу предметов "физика, химия, математика, биология". О своих впечатлениях, увлечениях и немного о планах на будущее Константин поделился с нами в интервью.

Микроэлементарно, Ватсон: как микроэлементы действуют на организм
Алексей Тиньков
Как на нас воздействуют кадмий, ртуть, цинк, медь и другие элементы таблицы Менделеева рассказал сотрудник кафедры медицинской элементологии РУДН Алексей Тиньков в интервью Indicator.Ru

Зимняя научная конференция студентов 4 курса ФНМ МГУ 22-23 января 2019 г.
Сафронова Т.В.
Настоящий сборник содержит тезисы докладов зимней научной студенческой конференции студентов 4-го курса ФНМ

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.