Кевлар запропонували замінити вуглецевими нанотрубками

Дослідники зі Східно-Китайського університету науки і технологій розробили спосіб, який дозволяє отримувати міцні плівки з вуглецевих нанотрубок. За своєю міцністю такі плівки дещо перевершують вуглеволоконні і значно перевершують кевларові. Результати роботи китайських вчених опубліковані в журналі, а їх короткий виклад наводить видання. За даними дослідників, нові плівки можна використовувати при виробництві броні для військових або захисту для спортсменів.

Для виготовлення плівки з вуглецевих нанотрубок вчені використовували метод, аналогічний видуванню скляних виробів. Дослідники горизонтально помістили трубку діаметром 50 міліметрів у горн, в якому підтримувалася температура в 1150-1130 градусів. Через трубку продувався під тиском азот, в потік якого підмішувалася суміш етанолу і невеликих кількостей фероцену і тіофену. На дув трубки вчені також подавали вуглецеві нанотрубки.

Під час продування через розігріту трубку вуглецеві нанотрубки ставали паралельними один одному, а на виході з'являлася вуглецева трубка. Потім дослідники простягали її через серію здавлюючих роликів і намотували на барабан. При цьому вчені з'ясували, що чим вища швидкість намотування, тим більше виходить міцність плівки. В результаті такого способу виробництва вуглецеві нанотрубки в плівці розташовуються максимально близько один до одного і паралельно. Це і забезпечує високу міцність плівок.

Дослідники провели вимірювання, за підсумками яких з'ясувалося, що міцність нової плівки становить 9,6 гігапаскаля. Для порівняння, міцність плівки з вуглеволокна становить сім гігапаскалів, а з кевлара - 3,7 гігапаскаля. Крім того, вуглецева плівка вийшла в чотири рази більш гнучкою, ніж кевларова. Вона також може розтягуватися на вісім відсотків від своєї початкової довжини порівняно з двома відсотками у кевлара.

Нарешті, отримана плівка здатна проводити електрику. На думку вчених, ця властивість дозволить використовувати її при виробництві різних електродів, а також штучних м'язів. В даний час для виробництва плівок використовується спосіб приміщення заздалегідь розташованих паралельно один до одного вуглецевих нанотрубок в спеціальні розчини і подальшої їх опресовки. За словами китайських дослідників, плівки, виготовлені їх методом, виходять набагато міцніше.