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

 

Новонаногоднее 2015
Новонаногоднее 2015

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Пластырь по мотивам колючек кактуса быстро и эффективно собирает капли пота для анализа. Как нож сквозь масло, или секреты резки полимеров. Алмазное стекло из фуллеренов. Есть только миг: метаморфозы антиферромагнитного кристалла в терагерцовом импульсе. Лазерная нарезка струи или оптофлюидный резонанс.

С Новым годом!
Мы надеемся, что Новый год принесет всем удачи, новые достижения, откроет перспективы и сделает мир лучше. Поздравляем всех с Новым годом!

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume12/12-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Электронные материалы Заочной Научно - Технологической Школы - 2021
А.А.Семенова, Е.А.Гудилин, коллектив авторов
С 15 ноября по 15 декабря 2021 в рамках XVI Всероссийской Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" проведено подготовительное мероприятие для потенциальных участников Олимпиады - Заочная Научно-Технологическая Школа (ЗНТШ'2021). В этой статье собраны основные факты и сборник электронных материалов ЗНТШ.

Десять лет перовскитной солнечной энергетики
Е.А.Гудилин , Mend Comm, А.Б.Тарасов, Н.Н.Удалова, А.А.Петров, другие авторы
Журнал Mendeleev Communications опубликовал виртуальный специальный выпуск «Ten years of hybrid perovskite photovoltaics and optoelectronics in the mirror of MAPPIC 2020 meeting»

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.