нанотехнологии

В настоящее время начнут выпускать чулочные изделия из микромолекулярных соединений , используя нанотехнологии капронового волокна, что даст возможность за 15 минут восстановить разрыв на колготках, достаточно только соединить их порванные края.

Арамид (англ. aramid аббр. aromatic polyamide — ароматический полиамид) — полипарафенилентерефталамид, синтетическое волокно высокой механической и термической прочности. Состоит из бензольных колец, соединённых друг с другом через группу -NH-CO- прочными химическими связями, обеспечивающими высокую механическую прочность всего волокна. Между водородными и кислородными отростками молекул соседних цепей образуются слабые водородные связи, не играющие особой роли.

Наиболее распространены пара- и мета- изомеры арамида — пара-арамид (известный под торговыми марками Кевлар, Twaron и др.) и мета-арамид (известный под торговой маркой Номекс). Впервые арамидное волокно было получено в 1960-х годах в лаборатории химического гиганта DuPont командой специалистов во главе со Стефани Кволек.

Характеристики

Для пара-арамидного волокна характерна высокая механическая прочность. В зависимости от марки, разрывная прочность волокна может колебаться от 280 до 550 кг/мм² (у стали, для сравнения, этот параметр находится в пределах 50—150 кг/мм², лишь самые высокопрочные сорта стали со специальной обработкой приближаются по прочности к наименее прочным сортам арамида). Такая высокая прочность сочетается с относительно малой плотностью — 1400—1500 кг/м³ (плотность чистой воды 1000 кг/м³, плотность стали порядка 7800 кг/м³). В мире производятся 2 наиболее известные марки пара-арамидного волокна: «Кевлар» (фирма DuPont, США), «Тварон» (фирма «Тейджин», Япония — Нидерланды). С 2007 года в Южной Корее компанией «Колон Индастриз» начато производство пара-арамида под торговой маркой «Heracron».

Мета-арамидное волокно (наиболее известна марка — «Номекс») отличается высокой термической стойкостью. Оно способно длительное время работать при температуре 250 °C, на короткое время (несколько секунд) температура может повышаться до 400—500 °C, а при достаточном запасе прочности — ещё выше. Арамид, как и подавляющее большинство других органических соединений, горит в атмосфере кислорода, но концентрации кислорода в воздухе недостаточно для устойчивого горения — волокно быстро самостоятельно гаснет, если находится вне пламени.

В СССР для температурных применений была разработана и внедрена в производство на ПО «Химволокно» в г. Светлогорск (Беларусь) технология полиоксадиазольного волокна «Оксалон» (в настоящее время название Арселон). Некоторые западные компании называют это волокно «Русский Номекс». По свойствам «Арселон» аналогичен «Номексу», хотя технологии производства отличаются существенно.

В России производство арамидных волокон осуществляет ОАО «Каменскволокно» г. Каменск-Шахтинский (Ростовская область). Предприятие производит такие синтетические высокомодульные нити как СВМ, Русар, Армос, Artec и АРУС, применяемые в кабельной промышленности, изготовлении композиционных материалов и резинотехнических изделий, при армировании изделий, а также для изготовления специальных термостойких тканей, грузонесущих элементов и средств баллистической защиты.

Все технологические процессы получения арамидных волокон характеризуются большим потреблением воды и серной кислоты.

Применение

Изначально арамидное волокно было создано для армирования автомобильных шин, оно и сейчас с успехом применяется для этого, но за счёт своих высоких характеристик оно нашло самое широкое применение в самых различных отраслях.

Чистое арамидное волокно применяется для изготовления сверхпрочных тросов и тканей, оплётки оптических и иных кабелей.

Композиты на основе арамида имеют высокую прочность при малой массе, что делает их незаменимыми в производстве авиационной и космической техники, спортивных снарядов, костюмов для пожарных и т. д.

Сама Стефани Кволек особенно гордится применением её изобретения в производстве бронежилетов и огнезащитной одежды — это применение арамида спасло десятки, если не сотни тысяч человеческих жизней.

На сегодняшний день арамидное волокно активно используется при изготовлении мотоодежды, в частности мотоджинс, как вставки на коленях и бедрах. Также вставки из арамидного волокна применяют в снаряжении горнолыжников и сноубордистов.

Недостатки

У арамидного волокна есть три основных недостатка: цена, «боязнь» воды и старение.

При намокании в волокне нарушаются водородные связи, что снижает его механическую прочность почти в два раза. При высыхании оно восстанавливает свои качества. Кроме того, со временем механическая прочность волокна теряется безвозвратно. Как правило, производители дают 5 лет гарантии на сохранение волокном своих свойств.

Однако, применяя различные способы обработки, можно добиться практически полного устранения двух последних недостатков. Так, например, производители волокна Twaron утверждают, что добились надёжной защиты от воды и гарантируют не менее десяти лет стабильной эксплуатации.

Так же к недостаткам арамидных волокон следует отнести их плохую окрашиваемость. Волокно бывает практически исключительно жёлтого цвета. Это не имеет значения при техническом применении, однако может помешать при изготовлении из него повседневной одежды.

Кевла́р (англ. Kevlar) — торговая марка пара-арамидного (полипарафенилен-терефталамид) волокна, выпускаемого фирмой DuPont. Кевлар обладает высокой прочностью (в пять раз прочнее стали, предел прочности σ0= 3620 МПа). Впервые кевлар был получен группой Стефани Кволек в 1964, технология производства разработана в 1965 году, с начала 1970-x годов начато коммерческое производство.

Применение

Изначально материал разрабатывался для армирования автомобильных шин, в этом качестве он используется и теперь. Кроме того, кевлар используют как армирующее волокно в композитных материалах, которые получаются прочными и лёгкими.

Кевлар используется для армирования медных и волоконно-оптических кабелей (нитка по всей длине кабеля, предотвращающая растяжение и разрыв кабеля), в диффузорах акустических динамиков и в протезно-ортопедической промышленности для увеличения износостойкости частей углепластиковых стоп.

Кевларовое волокно также используется в качестве армирующего компонента в смешанных тканях, придающего изделиям из них стойкость по отношению к абразивным и режущим воздействиям, из таких тканей изготовляются, в частности, защитные перчатки и защитные вставки в спортивную одежду (для мотоспорта, сноубординга и т. п.). Также он используется в обувной промышленности для изготовления антипрокольных стелек.

[править]

Средства индивидуальной бронезащиты

Фрагменты тканевополимерного бронешлема из кевлара, использованного для поглощения энергии взрыва ручной гранаты, Ирак, 2004. Личный состав отделения спасен, капрал Dunham, закрывший своим шлемом брошенную повстанцами гранату, погиб.

Механические свойства материала делают его пригодным для изготовления средств индивидуальной бронезащиты (СИБ) — бронежилетов и бронешлемов. Исследования второй половины 1970-х годов показали, что волокно марки кевлар-29 и его последующие модификации при использовании в виде многослойных тканевых и пластиковых (тканевополимерных) преград показывает наилучшее сочетание скорости поглощения энергии и длительности взаимодействия с ударником, обеспечивая тем самым относительно высокие, при данной массе преграды, показатели противопульной и противоосколочной стойкости[1]. Это одно из самых известных применений кевлара.

В 1970-е годы одним из наиболее значительных достижений в разработке бронежилетов стало применение армирующего волокна из кевлара. Разработка бронежилета из кевлара Национальным институтом правосудия (англ. National Institute of Justice) происходила в течение нескольких лет в четыре этапа. На первом этапе волокно тестировалось, чтобы определить, способно ли оно остановить пулю. Второй этап заключался в определении количества слоев материала, необходимого для предотвращения пробивания пулями различного калибра и летящими с разной скоростью, и разработке прототипа жилета, способного защищать сотрудников от наиболее распространенных угроз: пуль калибра .38 Special и .22 Long Rifle. К 1973 году был разработан жилет из семи слоев волокна из кевлара для полевых испытаний. Было установлено, что при намокании защитные свойства кевлара ухудшались. Способность защищать от пуль также уменьшалась после воздействия ультрафиолета, в том числе солнечного света. Химчистка и отбеливатели также негативно сказывались на защитных свойствах ткани, также как и неоднократные стирки. Чтобы обойти эти проблемы, был разработан водостойкий жилет, имеющий покрытие из ткани для предотвращения воздействия солнечных лучей и других отрицательно влияющих факторов.

При нагреве кевлар не плавится, а разлагается при сравнительно высоких температурах (430—480 °C). Температура разложения зависит от скорости нагрева и продолжительности воздействия температуры. При повышенных температурах (более 150 °C) прочность кевлара уменьшается с течением времени. Например, при температуре 160 °C прочность на разрыв уменьшается на 10—20 % после 500 часов. При 250 °C кевлар теряет 50 % своей прочности за 70 часов.

Углеродное волокно - материал, состоящий из тонких нитей диаметром от 3 до 15 микрон, образованных преимущественно атомами углерода. Атомы углерода объединены в микроскопические кристаллы, выровненные параллельно друг другу. Выравнивание кристаллов придает волокну большую прочность на растяжение. Углеродные волокна характеризуются высокой силой натяжения, низким удельным весом, низким коэффициентом температурного расширения и химической инертностью.

Углеродное волокно является основой для производства углепластиков (или карбона, карбонопластиков, от "carbon", "carbone" - углерод). Углепластики - полимерные композиционные материалы из переплетенных нитей углеродного волокна, расположенных в матрице из полимерных (чаще эпоксидных) смол.

Углеродные композиционные материалы отличаются высокой прочностью, жесткостью и малой массой, часто прочнее стали, но гораздо легче.

Что же такое КАРБОН или углеродное волокно?

Углеродное волокно состоит из множества тончайших нитей углерода. Прочность нитей на разрыв, сравнимая с прочностью легированной стали, при массе, меньшей, чем у алюминия, обуславливает высокие механические характеристики карбонов. Интересно, что наиболее распространенная технология получения столь прочного материала основана на методе «обугливания» волокон, по изначальным свойствам близким к шерсти. Исходный полимер белого цвета с мудреным названием полиакрилонитрил подвергается нескольким циклам нагрева в среде инертных газов. Сначала под воздействием высокой температуры (около 260 C) на молекулярном уровне изменяется внутренняя структура вещества. Затем при температурах повыше (около 700 C) атомы углерода «сбрасывают» водород. После нескольких «поджариваний» водород удаляется полностью. Теперь удерживавшие его силы направлены на упрочнение связей между оставшимися элементами. На шерсть материал уже не похож, однако его прочность еще далека от идеала. И процесс под названием графитизация продолжается. Повторяющиеся операции нагрева до 1300 C «очищают» почерневшее волокно уже от азота. Полностью избавиться от последнего не удается, однако его количество уменьшается. Каждый «шаг» делает содержание в веществе атомов углерода все больше, а их связь все крепче. Механизм упрочнения такой же, как и при «изгнании» водорода. Самая прочная продукция проходит несколько ступеней графитизации при температуре до 3000 C и обозначается аббревиатурой UHM.

Почему так дорого?

Большие затраты энергии — основная причина высокой себестоимости углеродного волокна. Впрочем, это с лихвой компенсируется впечатляющим результатом. Даже не верится, что все начиналось с «мягкого и пушистого» материала, содержащегося в довольно прозаических вещах и известных не только сотрудникам химических лабораторий. Белые волокна — так называемые сополимеры полиакрилонитрила — широко используются в текстильной промышленности. Они входят в состав плательных, костюмных и трикотажных тканей, ковров, брезента, обивочных и фильтрующих материалов. Иными словами, сополимеры полиакрилонитрила присутствуют везде, где на прилагающейся этикетке упомянуто акриловое волокно. Некоторые из них «несут службу» в качестве пластмасс. Наиболее распространенный среди таковых — АБС-пластик. Вот и получается, что «двоюродных родственников» у карбона полным-полно.

Угольная нить имеет впечатляющие показатели по усилию на разрыв, но ее способность «держать удар» на изгиб «подкачала». Поэтому, для равной прочности изделий, предпочтительнее использовать ткань. Организованные в определенном порядке волокна «помогают» друг другу справиться с нагрузкой. Однонаправленные ленты лишены такого преимущества. Однако, задавая различную ориентацию слоев, можно добиться искомой прочности в нужном направлении, значительно сэкономить на массе детали и излишне не усиливать непринципиальные места.

Что такое карбоновая ткань?

Для изготовления карбоновых деталей применяется как просто углеродное волокно с хаотично расположенными и заполняющими весь объем материала нитями, так и ткань (Carbon Fabric). Существуют десятки видов плетений. Наиболее распространены Plain, Twill, Satin. Иногда плетение условно — лента из продольно расположенных волокон «прихвачена» редкими поперечными стежками только для того, чтобы не рассыпаться.

Плотность ткани, или удельная масса, выраженная в г/м2, помимо типа плетения зависит от толщины волокна, которая определяется количеством угленитей. Данная характеристика кратна тысячи. Так, аббревиатура 1К означает тысячу нитей в волокне. Чаще всего в автоспорте и тюнинге применяются ткани плетения Plain и Twill плотностью 150–600 г/м2, с толщиной волокон 1K, 2.5K, 3К, 6K, 12K и 24К. Ткань 12К широко используется и в изделиях военного назначения (корпуса и головки баллистических ракет, лопасти винтов вертолетов и подводных лодок, и пр.), то есть там, где детали испытывают колоссальные нагрузки.

Что такое кевлар и какие у него свойства?

По весовым, прочностным и температурным свойствам кевлар уступает углеволокну. Способность же кевлара воспринимать изгибающие нагрузки существенно выше. Именно с этим связано появление гибридных тканей, в которых карбон и кевлар содержатся примерно поровну. Детали с угольно-арамидными волокнами воспринимают упругую деформацию лучше, чем карбоновые изделия. Однако есть у них и минусы. Карбон-кевларовый композит менее прочен. Кроме того, он тяжелее и «боится» воды. Арамидные волокна склонны впитывать влагу, от которой страдают и они сами, и большинство смол. Дело не только в том, что «эпоксидка» постепенно разрушается водно-солевым раствором на химическом уровне. Нагреваясь и охлаждаясь, а зимой вообще замерзая, вода механически расшатывает материал детали изнутри. И еще два замечания. Кевлар разлагается под воздействием ультрафиолета, а формованный материал в смоле утрачивает часть своих замечательных качеств. Высокое сопротивление разрыву и порезам отличают кевларовую ткань только в «сухом» виде. Потому свои лучшие свойства арамиды проявляют в других областях. Маты, сшитые из нескольких слоев таких материалов, — основной компонент для производства легких бронежилетов и прочих средств безопасности. Из нитей кевлара плетут тонкие и прочные корабельные канаты, делают корд в шинах, используют в приводных ремнях механизмов и ремнях безопасности на автомобилях.

­­­в России про-

изводятся аналоги кевлара - баллистические ткани СВМ (специальная высо-

комодульная) и ТСВМ-ДЖ. Между слоями ткани вставлены пластины из титано-

вых сплавов и амортизирующая прокладка-демпфер. Снаружи жилет покрыт во-

доотталкивающим чехлом.

Cодержат мягкие бронеэлементы из ткани Twaron Microfilament со специальной обработкой, превосходящей по ряду параметров ткань Kevlar и все российские ткани.

Однако мало кто знает, что российский аналог Кевлара - ткань ТСВМ была разработана, пусть чуть позже Кевлара, но совершенно независимо от него.бронежилетах второго поколения используются и материалы второго поколения. Семейство арамидных тканей типа Кевлар пополнилось баллистическими материалами на основе высокомодульных полиэлиленов, обладающих в ряде случаев некоторыми преимуществами перед традиционным Кевларом. Броневой алюминий и титан вытесняются ультравысокопрочными сталями и композитами на основе прессованых тканевых структур, которые, учитывая специфику российского рынка оружия, оказались наиболее пригодными именно для этих условий. Керамика стала намного живучее, т.е. спобной выдержать несколько попаданий в небольшую площадь, появились технологии, позволяющие изготавливать профолированные керамические бронеэлементы большой площади - 6-8 кв.дм. И хотя прогресс в материалах не столь очевиден, тем не менее именно новые материалы позволяют существенно снизить массу жилета, что снова сказывается на его эргономических и эксплуатационных характеристиках. В Институте НаноТехнологий в Техасе, Даллас, команда исследователей, возглавляемая директором Института Реем Баугманом создали новое легкое волокно, которое ученые заявили как самое прочное, из известных.

Их новое волокно в четыре раза более прочное, чем паутина и в 17 раз более прочное, чем кевлар, который используется, для производства бронежилетов. Ключевой компонент волокна - крошечный углерод «nanotube», который присутствует в естественной форме в обычной саже. Основная проблема, связанная с созданием ткани из углеродов этой группы, заключалась в очень маленьком размере выращиваемых на его основе волокон, необходимых для создания ткацкой нити. Проблема была решена, добавлением в новый полимер специальных пластмасс.

roskopilchloride poli

Нити сотканной из углеродных нанотрубок

Сочетание старых и новых технологий привело к созданию пряжи полностью из углеродных нанотрубок, в соответствии с Австралией Содружества научным и промышленным исследованиям (CSIRO). Ученые CSIRO текстильной и Fibre технологии разделения, в партнерстве с Институтом нанотехнологий Университета штата Техас в Далласе, в совокупности новых концепций нанотехнологии старый способ создания материалов для создания фундамента для развития интеллектуальных одежды. Нити из углеродных нанотрубок создаются с использованием адаптированной версии текстильных технологий, традиционно используемых для спина шерсти в пряжу.

Исследователи ожидают это событие, чтобы сделать производство чистых углеродных нанотрубок пряжа экономической точки зрения. Потенциальные использования новых материалов в жилеты и мягкие бронежилеты, которые могут обеспечить защиту от пуль, сохраняя при этом легкость и гибкость. В конце концов, электронные датчики и исполнительные механизмы будут построены в пряжу углеродных нанотрубок, в результате чего дополнительные приложения, такие как создание одежды, которые могут выступать в качестве электрически управляемых мышц.

Ученые Университета Райса (Rice University) и компании Teijin Aramid (Нидерланды) при содействии исследовательской лаборатории ВВС США (AFRL) и Технического института Израиля создали новое волокно из углеродных нанотрубок (УНТ), которое с виду похоже на текстильные нити, однако, проводит электрический ток и тепло как металлическая проволока.

В соответствующей статье, опубликованной на прошлой неделе в Science, авторы приводят описание промышленно масштабируемого процесса производства нитевидного волокна, превосходящего все аналогичные высококачественные материалы, доступные на рынке

«Наконец-то мы имеем нановолокно со свойствами, которых нет ни у одного другого существующего материала», – заявил руководитель научной группы Маттео Пасквали (Matteo Pasquali), профессор химии и биомолекулярной инженерии Университета Райса. «Оно выглядит как черные хлопковые нити, но ведет себя при этом как металлическая проволока и как прочные углеродные волокна».

Рис. 1. Лампа удерживается на месте с помощью двух тонких нитей из углеродного нановолокна. Волокно из УНТ проводит тепло и электричество также хорошо, как металлическая проволока, однако, является при этом более прочным и гибким.

«Теплопроводность волокна из УНТ приблизительно такая же, как у лучших графитовых волокон, однако, его электропроводность в 10 раз выше», – говорит соавтор Маркин Отто (Marcin Otto), директор по развитию бизнеса в компании Teijin Aramid. «Графитовые волокна очень хрупкие, в то время как волокна на основе УНТ очень гибки и упруги, как текстильные нити. Мы ожидаем, что комбинация таких свойств позволит получить новые продукты с уникальными характеристиками на рынках, связанных с аэрокосмической и автомобильной промышленностями, медициной и производством «умной одежды».

Удивительные свойства углеродных нанотрубок увлекали ученых с момента их открытия в 1991 году. Полые трубки из чистого углерода, которые в диаметре сравнимы со спиралями ДНК, почти в 100 раз прочнее стали при том, что они имеет в 6 раз меньшую плотность. Электро- и теплопроводность волокна на основе УНТ могут соперничать с лучшими металлическими проводниками. Они также могут служить как светочувствительные полупроводники, устройства для доставки лекарств и даже в качестве губок для сбора нефтепродуктов.

К сожалению, несмотря на то, что углеродные нанотрубки являются «prima donna» нанотехнологий, с ними очень непросто работать. Только для того чтобы создать методы синтеза нанотрубкок, дающие разумные для промышленных применений количества (при разумной цене), ученым и технологам потребовалось почти полтора десятилетия. Обнаружены десятки типов нанотрубок – каждый из которых имеет уникальные свойства, и исследователи до сих пор не нашли способ получения УНТ строго одного типа. Вместо этого практически все методы получения дают смесь из всех типов – сростки наподобие комков из волос.

Рис. 2. Аспирант Дмитрий Центалович готовит к использованию прибор по намотке УНТ-волокна // Источник: Университет Райса.

Создание крупных объектов из сростков УНТ является большой проблемой. Нитевидное волокно толщиной примерно ¼ толщины человеческого волоса будет состоять из десятков миллионов нанотрубок, упакованных бок о бок. В идеале, эти нанотрубки будут идеально ровные, как карандаши в коробке, и плотно упакованы.

Некоторые лаборатории исследовали прямые способы выращивания таких волокон, однако скорость их производства оказалась достаточно медленной по сравнению с «мокрым» способом формования, когда сростки нанотрубок диспергируют в жидкости и распыляют через фильеры для формирования нити.

Профессор Пасквали начал изучать «мокрые» способы формования УНТ еще под руководством Ричарда Смолли (Richard Smalley, Rice’s Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology). Эта работа позволила разработать «мокрый» способ формования УНТ-волокна, аналогичный промышленному методу получения высокопрочных арамидных волокон – как у компании Teijin’s Twaron – которые используются в пуленепробиваемых жилетах и других продуктах (основным коммерчески успешным продуктом на основе таких волокон является материал Кевлар компании DuPont). Однако, указанный выше способ необходимо было модифицировать: из-за образующихся перекосов миллионов нанотрубок в структуре волокна оно получалось очень непрочным и не проводило электрический ток.

Рис. 3. Микрофотография SEM волокна, состоящего из плотно упакованных углеродных нанотрубок (в сечении волокна видно лишь несколько пробелов внутри) // Источник: Университет Райса.

«Получение очень высокой плотности упаковки и выравнивание УНТ в волокне является критическими факторами», – говорит Йешаяху Талмон (Yeshayahu Talmon), директор Технического института Рассела Берри по нанотехнологиям (Technion’s Russell Berrie Nanotechnology Institute), который начал работать с группой Пасквали около 5 лет назад.

Следующий большой прорыв был в 2009 году, когда Талмон, Пасквали и их коллеги подобрали подходящий растворитель для УНТ – хлорсульфоновую кислоту. Впервые ученые имели возможность создать высококонцентрированные растворы нанотрубок – разработка, которая привела к возможности плотной упаковки и выравниванию УНТ в

структуре волокна.

«До этого времени никто не думал, что формование в хлорсульфоновой кислоте возможно, так как она реагирует с водой», – говорит Пасквали. «Это обнаружил аспирант в моей лаборатории, Натнаэль Бахабту (Natnael Bahabtu). Это было переломным моментом в нашем исследовании».

Позже было обнаружено, что прочность и проводимость получаемого волокна могут быть улучшены, если исходный материал (сростки нанотрубок) содержит длинные нанотрубки с несколькими атомными дефектами. В 2010 году Пасквали и Талмон начали эксперименты с нанотрубками от различных поставщиков и параллельно сотрудничали с учеными из лаборатории AFRL для измерения электро- и теплопроводности получаемых волокон.

В течение того же периода Отто занимался анализом методов получения УНТ-волокна, предлагаемых различными научно-исследовательскими центрами. Он предложил объединить разработки Пасквали и Талмона с ноу-хау компании Teijin’s Twaron по получению арамидного волокна. В 2010 году был запущен совместный проект Teijin Aramid с Университетом Райса.

Рис. 4. Маттео Пасквали (с катушкой волокна на основе УНТ) и его коллеги (слева направо): аспиранты Колин Янг (Colin Young) и Дмитри Центалович (Dmitri Tsentalovich), научный сотрудник Teijin Aramid Рон тер Ваарбик (Ron ter Waarbeek), аспирант Мохаммед Аднан (Mohammed Adnan) // Источник: Университет Райса.

«Научно-техническая поддержка со стороны Teijin привела к незамедлительному улучшению прочности и электропроводности нашего волокна», – говорит Пасквали.

Соавтор разработки Юникиро Коно (Junichiro Kono), профессор электронного и компьютерного моделирования Университета Райса, говорит: «Это исследование показало, что электропроводность волокна может быть настроена и оптимизирована под конкретное применение. Нами была получена самая высокая электропроводность среди всех когда-либо полученных углеродных волокон».

Удельная электропроводность УНТ-волокна, разработанного Пасквали и его коллегами, находится на одном уровне с медью, золотом и алюминием. Однако преимущество нового материала в прочности позволит применить его в тех приложениях, где использование металлических проволок будет невыгодно. В первую очередь это относится к электронике и авиации, где углеродные нити смогут заменить металлические провода, что существенно облегчит и удешевит конструкцию таких приборов. Кроме того, подобные нити могут стать основой для новых сверхпрочных материалов, обладающих высокой гибкостью и теплопроводностью.

«Металлические провода сломаются при обработке прокатчиком или любым другим видом станков в тех случаях, если они слишком тонкие. Из-за этого мы часто используем относительно толстые металлические провода в электронных приборах, несмотря на то, что в этом нет необходимости», — заключает Пасквали.

Работа выполнена при поддержке Teijin Aramid BV, Teijin Limited, AFRL, the Air Force Office of Scientific Research, Technion’s Russell Berrie Nanotechnology Institute, the Department of Defense и the Welch Foundation.

-_____________________________________________________________________________________________

Углеродные нановолокна — углеродные цилиндрические наноструктуры, представляющие собой сложенные стопкой слои графена в виде конусов, «чашек» или пластин.