Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Схема получения материала. Наделали островков из железа в качестве катализатора, вырастили трубки и спрессовали.
Полученный матерал и его микроструктура.
Механические свойства материала в зависимости от температуры и в сравнении с силиконовой резиной.
Изменение микроструктуры при сдвиговой деформации.
Перемещение контакта вдоль нанотрубок при деформации.

Резина из углеродных нанотрубочек

Ключевые слова:  вязкоупругость, механические свойства, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

06 декабря 2010

Углеродные нанотрубки уже давно превратились из экзотического объекта, находящегося на переднем крае науки, в типичный материал, над которым повсеместно проводятся систематические исследования электронных и механических свойств и даже токсичности. Теперь всё внимание переключилось на более перспективного углеродного собрата – графен. Однако на днях исследователи из Японии всё-таки порадовали нас новым материалом на основе углеродных нанотрубок, который обладает вязкоупругими свойствами в интервале температур от –196 до 1000°C.

Вязкоупругостью, как можно догадаться, называют свойство вещества сочетать в себе упругость и вязкость. Обычные вязкоупругие материалы при низких температурах становятся хрупкими, а при высоких разрушаются. Например, силиконовая резина используется в интервале температур от –55 до 300°C. У представленного углеродного материала механические характеристики практически неизменны при температурах от –140 до 600°C.

Всё дело, конечно же, в микроструктуре материала. Он состоит из сильно спутанных длинных углеродных нанотрубок, что напоминает структуру обычных вязкоупругих полимеров с перепутанными углеродными цепями. В полимерах механические свойства связаны с подвижностью этих цепей, а она в свою очередь сильно зависит от температуры. Здесь же всё определяется свойствами нанотрубок и контактов между ними. Сами нанотрубки прочны и жестки, но структура из перепутанных трубок позволяет эффективно рассеивать энергию при деформации, т.е. придает материалу и вязкие свойства. Ученые считают, что в рассеяние энергии протекает за счёт перемещения точек контакта между нанотрубками при деформации, т.к. для отрыва нанотрубок друг от друга требуется совершить работу против ванн-дер-ваальсовых сил. В свою очередь, ванн-дер-ваальсовы взаимодействия не зависят от температуры, что обеспечивает нечувствительность механических свойств материала к изменению температуры.

Под нагрузкой нанотрубки распрямляются и полностью выстраиваются в одном направлении при деформации сдвига 100%, после чего начинается разрушение материала. Углеродные нанотрубки стабильны на воздухе до температуры около ~400°C и существенно устойчивее в инертной атмосфере, что позволяет использовать материал в широком температурном интервале.

Работа «Carbon Nanotubes with Temperature-Invariant Viscoelasticity from 196° to 1000°C» опубликована в журнале Science.


Источник: Science



Комментарии
Палии Наталия Алексеевна, 06 декабря 2010 14:41 
интересный материал, потрясающие свойства , а все-таки на воздухе реально - до температуры около ~400°C .
Похоже холоднее жидкого азота ничего не нашли .
Л В А, 10 декабря 2010 07:50 
Покупал кремнезёмные и базальтовые ваты. супертонкое (несколько мкм) и ультатонкое (около мкм) волокно, особенно базальта - вполне пружинит. Как правило, чем меньше средний диаметр тем лучше упругие свойства. То же и с влагопоглощением - сосут влагу даже с воздуха при 60% влажности, а ультратонкие и ниже, ну и следствие - деградация, особенно верхних слоёв.
Пружинящие свойства, вкупе с диссипацией энергии при трении волокон используется для гашения звука - одни из наиболее эфф. материалов на частоты ниже 250-500Гц. Причём акустические свойства можно использовать для определения прочих х-к.

На "Буране" смогли отчасти решить проблемы кремнезёмного волокна, но там оно шибко не пружинило.

Преимущества японского материала скорее всего будут зависеть от длин применяющихся нанотрубок.
Главных четыре отличительных минуса:
- канцерогенность, которая хорошо известна по распушённому определённым образом, помимо раздувания сильной струёй воздуха, хризотил-асбесту (также нанотрубки, кстати), причём во много раз большая,
- высокое влагопоглощение в газовой фазе - гидрофобно--гидрофильные свойства леса, рссыпанных и сплетёных нанотрубок будут весьма различны,
- химактивность, влияющие на область применений и деградацию,
высокая, если не запредельная цена для большинства применений.



Для данных задач одни из наиболее перспективных оксид-циркониевые нанотрубки.
Стоить отметить, что некоторые из приведённых в статье по ссылке материалы - полупроводники. Наверное, можно сделать высокотемпературный материал для работы в условиях космоса, способный генерировать электричество. Там нет недостатка в жёстком УФ, необходимом для генерации в широкозонных п/п.

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

 

Хозяйка медной горы
Хозяйка медной горы

Всероссийский конкурс - Олимпиада "Кристальное дерево знаний 2021"
Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова в партнерстве с другими соорганизаторами проводит Всероссийский конкурс - Олимпиаду "Кристальное дерево знаний - 2021". Вся подробная информация приведена на странице конкурса ВКонтакте и на портале "Ломоносов". Приглашаем к участию (и сотрудничеству), это очень интересно!

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Наноструктуры в природе. Для адгезии пауков важна
каждая щетинка. Волнорезы для плазмонов. Противораковые лекарства на борных фуллеренах.
Скирмион проходит пробы на роль кубита. Вторая Международная конференция “Физика конденсированных состояний” (ФКС-2021).

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 4)
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/volume12/12-4
Там же можно скачать номер журнала целиком.

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.

Академик Е.Н. Каблов: «Для освоения космоса нужны новые материалы»
Янина Хужина
В этом году весь мир отмечает 60-летие первого полета человека в космос. Успех миссии Юрия Гагарина стал возможен благодаря слаженной работе многих людей: физиков, математиков, конструкторов, инженеров-проектировщиков и, конечно, материаловедов. «Научная Россия» обсудила с академиком РАН Евгением Кабловым основные вехи в развитии космического и авиационного материаловедения.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2021 году
коллектив авторов
25 - 28 мая пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

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.