nanofibers-gelatine-5000x-magnified-28Если некий материал является жёстким, это ещё не означает, что он будет крепким. Фактически же, подбор материалов, которые были бы одновременно и крепкими и жёсткими – это одно из самых больших затруднений, с которым сталкиваются те, кто проектирует любые объекты, от мостов до велосипедов и бронежилетов.

Но новое нановолокно, разработанное в Университете Небраски-Линкольна, может стать тем самым оптимально сбалансированным материалом, который так долго ищут инженеры. Это конструкционное нановолокно – тип синтетического полимера, родственного акрилу – обладает одновременно свойствами и силы и жёсткости, которые необходимы для создания прочных и в то же время лёгких объектов.

В строительных материалах прочность и жесткость, обычно взаимно исключающие качества, поскольку прочность часто достигается в ущерб жёсткости.

Возьмите, к примеру, керамическую тарелку. В ней можно донести пищу до обеденного стола, но если по пути вы её уроните, она разобьётся. Тарелка является жёсткой, но не прочной.

Резиновый мячик, с другой стороны, можно легко деформировать, но сложно сломать. Он является прочным, но не особенно жёстким.

Новый же процесс, разработанный профессором Университета Небраски-Линкольна Юрисом Дженисом и его коллегами, позволяет создавать конструкционные материалы, которые одновременно являются и жёсткими и прочными.

Техника, известная как электропрядение, заключается в подаче высокого напряжения на полимерный раствор до тех пор, пока из него не начнёт вытягиваться тонкая струйка полимера, позволяющая создавать длинные нити нановолокна.

Дженис и его команда заведомо знали, что если они будут делать свой наноматериал тоньше, он станет сильнее. Но к их удивлению утоньшение нановолокна также сделало его и крепче.

Дженис предполагает, что эта дополнительная крепость может быть результатом низкой кристалличности нановолокна. Большинство продвинутых волокон высококристалличны, а значит, обладают очень чёткой и строго определённой внутренней структурой.

Но новое нановолокно структурно неорганизованно. Аморфные участки в его структуре позволяют ему абсорбировать большее количество энергии до разрушения. Такая вязкость делает нановолокно прекрасным кандидатом для использования в качестве строительного композита.

Самолёты, к примеру, делаются из большого числа композитных материалов, которые в случае поломки могут стать причиной катастрофы. Чтобы компенсировать их недостаток прочности, инженеры используют большее количество этих материалов, что делает самолёты более безопасными, но и намного более тяжёлыми.

Другим примером продукта, который может быть улучшен с помощью новой технологии, являются бронежилеты.

«Чтобы остановить пулю, вам необходимо, чтобы материал мог абсорбировать энергию удара до своего разрушения, и именно это может сделать наше нановолокно», говорит Дженис. «Любой предмет, который делается из композитов, может получить преимущества благодаря ему».


One thought on “Новый материал на наноуровне позволяет разрешить старый парадокс”

  1. ««Чтобы остановить пулю, вам необходимо, чтобы материал мог абсорбировать энергию удара до своего разрушения, и именно это может сделать наше нановолокно», говорит Дженис. «_____________________Потрібно ще трохи попрацювати над цим матеріалом,щоб отримати пружність.Потім цей матеріал (декілька шарів -один на одний )можна застосувати для виготовлення корпуса ,наприклад,автомашин,танків ,БТР і т.д.Тоді,наприклад,машини,виготовлені з макого матеріалу при зіткненні «в лоб » не завдадуть шкоди пасажирам.Бо енергію удара візьме на себе волокно.Думаю,що декілька шарів волокна нададуть пружності корпусу -краш-тест покаже.

Добавить комментарий