Углеродные нанотрубки придают дополнительную жесткость пластику

Исследовательская группа из Института Вайсмана, Израиль (Weizmann Institute of Science), установила, что углеродные нанотрубки могут придать дополнительную жесткость пластику и композитным материалам.

Работа ученых наглядно показывает, как с помощью нанотехнологий можно добавлять нанотрубки в состав композитов и пластиков для усиления их жесткости.

Пластик ПММА (полиметилметакрилат), широко использующийся в композитных материалах, таких как Plexiglas и Lucite, усилили многослойными и однослойными углеродными нанотрубками. Причем жесткость композита с многослойными нанотрубками была существенно выше.

Исследователям пришлось решать проблему аггрегатирования нанотрубок в комки при их расположении внутри композита. Если же вовремя не разделить нанотрубки, то образовавшиеся кластеры могут даже существенно ухудшить прочность материала.

Рис. 1. Тест материала на разрыв под микроскопом

Как говорит один из ученых, Дэниел Вагнер (Daniel Wagner), существенным достижением стало усовершенствование процесса приготовления нанотрубок к интеграции в пластик. В этом случае наноструктуры заранее располагались упорядоченно.

Для расположения нанотрубок ученые применили метод электроэкструдирования – когда электрический заряд помогает формировать упорядоченные волокна из текучего и вязкого материала. Эта технология широко используется в текстильной промышленности, и даже в медицинских исследованиях для создания искусственных органов.

Также этот метод обеспечивает выравнивание продольных осей нанотрубок вдоль волокон ПММА, что, естественно, играет положительную роль в жесткости материала.

Как показали эксперименты, однослойные углеродные нанотрубки повышают прочность композита почти в три раза, а многослойные – делаю материал еще крепче (к сожалению, в источнике не указано на сколько именно по сравнению с однослойными нанотрубками).

Тесты проводились на микроскопических кусках готового композита длиной 500 и 750 нанометров. Процесс наблюдали под электронным микроскопом.

О своей работе ученые сообщили в выпуске Nano Letters от 2 марта 2009 года.

Свидиненко Юрий

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 3.8 (4 votes)
Источник(и):

1. PhysOrg: Carbon Nanotubes Toughen a Common Plastic



Anonymous аватар

«(к сожалению, в источнике не указано на сколько именно по сравнению с однослойными нанотрубками)»

В самом первоисточнике в выпуске Nano Letters от 2 марта 2009 года можно найти такие данные:

type toughness(MJ/m3) ESFibers

PMMA 12.6 PMMA/MWCNTs 133.1 PMMA/SWCNTs 41.1 Получается, что прочность композита с многослойными нанотрубками более чем в 10 раз выше прочности немодифицированного метакрилата.