Сверхэластичный провод растягивается без потери проводимости

Cпособ расположения углеродных нанотрубок позволяет проводам растягиваться без потери электропроводных свойств. Cпособ расположения углеродных нанотрубок позволяет проводам растягиваться без потери электропроводных свойств.

Исследователи из Университета Техаса (Даллас) разработали электропроводный материал, который может быть растянут более чем в 13 раз. Такой материал может найти применение в гибких электронных устройствах и искусственных мышцах.

Рэй Бауман (Ray Baughman) и его коллеги получили суперэластичные проводящие волокна, вкладывая в эластичный стирол-этилен-бутилен-стироловый сополимер [styrene-(ethylene-butylene)-styrene (SEBS)] углеродные нанотрубки, ориентированные вдоль жгута резины.

Полученные волокна весьма эластичны, и могут быть растянуты на 1320% от своей исходной длины.

Электрическое сопротивление нового материала при растяжении его в 10 раз увеличивается всего на 5%. Однако включая другие слои проводящих нанотрубок и изоляционных материалов, исследователям удалось получить материал, который при растяжении в 10 раз увеличивает сопротивление на 860% – такой материал может использоваться для изготовления сенсоров напряжения. Дальнейшая работа над новым материалом позволила исследователям получить торсиональное искусственное мышечное волокно, которое сможет использоваться для нагнетания жидкости медицинскими устройствами или для вращения зеркал в оптических схемах.

Первоначальные исследования в области сверхэластичных проводников позволили разработать только такие провода, электропроводность которых не менялась в значительной степени только при пятикратном растяжении. Ключом к успеху новой работы была ранее опубликованная по применению многостенных углеродных нанотрубок, полученных из аэрогеля.

Растягивая эластичный полимер на 1400% от его исходной длины для того, чтобы он смог «обернуть» нанотрубки, исследователям удалось создать интернальную иерархическую структуру, которая, в свою очередь, может служить основой для других структур.

При частичном или полном снятии напряжения слои углеродных нанотрубок выгибаются аксиально, а в дальнейшем приложение или снятие напряжения приводят к тому, что в любом состоянии нанотрубки формируют области с близким и дальним порядком, что позволяет сохранять проводимость материала при различной степени деформации. В дальнейшем использование различных типов резины и различных типов углеродных нанотрубок позволяет изменять исходное сопротивление и другие параметры волокон.

В планах исследователей получение более мощных искусственных мускулов за счет уменьшения диаметра центрального резинового жгута и добавления нескольких слоев ориентированных углеродных нанотрубок, отделенных друг от друга тонкими слоями диэлектрика. Также химики хотят инкорпорировать такие многослойные волокна в текстильные или резинотехнические изделия для того, чтобы получить суперрастяжимые изменяющиеся структуры, способные чувствовать наши собственные движения.

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 5 (6 votes)
Источник(и):

1. chemport.ru