Новости химической науки > Материал из нанотрубок эластичен при высоких температурах

Углеродные нанотрубки могут быть использованы для получения каучукоподобного материала, который сохраняет свои полезные эластичные свойства при температуре, превышающей тысячу градусов.

Исследователи из Национального института инновационной прикладной науки и технологии (Цукуба, Япония) использовали химическое осаждение паров для получения статистической сети углеродных нанотрубок. Образовавшийся при этом материал вязкоупруг – он текуч и обладает высокой вязкостью, демонстрируя при этом эластичность.

Гибкий материал из углеродных нанотрубок. (Рисунок из Science, 2010, DOI: 10.1126/science.1194865)

В то время как каучукоподобные материалы на основе кремнийорганических полимеров могут использоваться в температурном интервале от -50°C до 200°C (ниже этих температурных границ полимер затвердевает, выше – разрушается ), новый материал, состоящий из углеродных нанотрубок, сохраняет вязкоупругость в гораздо больших условиях - при температурах от -196°C до 1000°C.

Как поясняет принимавший участие в работе над проектом Минг Су (Ming Xu), открытие было сделано почти случайно – в рамках модификации ранее разработанного исследователями метода получения щеток из нанотрубок.

Модификация катализатора позволила исследователям перейти от регулярного расположения углеродных нанотрубок к случайному статистическому. Это позволило получить статистически случайно распределенную систему из углеродных нанотрубок, изучение свойств которых показало, что именно отсутствие регулярного распределения придает вязкоупругие свойства материалу. Тем не менее, изучение механических свойств нового материала и их сравнение со свойствами классических и кремнийсодержащих каучукоподобных материалов началось только после того, как исследователи установили, что вязкоупругость нового материала сохраняется в таком значительном температурном интервале.

Необычное с первого взгляда поведение нового материала, понятно Юрию Гогоци (Yury Gogotsi), директору Института Нанотехнологии Филадельфии. Он отмечает, что свойства полученных японскими исследователями систем следует анализировать, привлекая информацию о производных графита. Он подчеркивает, что, хотя полученные результаты и интересны, давно известно, что механические свойства графита остаются практически постоянными в широком интервале температур.

Тем не менее, как подчеркивает Гогоци, к настоящему времени у исследователей имеется крайне отрывочная информация о вязкоупругих свойствах углеродных нанотрубок, что, по мнению исследователя связывается со сложностью получения большого количества нано трубок и легким их окислением при высоких температурах. Он добавляет, что работа Су ценна тем, что исследователи из его группы не только начали изучать эти свойства, но и привлекли внимание научной общественности к возможности нового использования композитов на основе углеродных нанотрубок.

В настоящее время Су планирует модифицировать свойства нового материала, но предварительно - найти области для их практического применения. Исследователь заявляет, что уверен в возможности получения нанотрубочного композита, сохраняющего вязкоупругость в интервале от низких температур до границы термической стабильности нанотрубок (она лежит в интервале 2000°C – 3000°C).

Источник: Science, 2010, DOI: 10.1126/science.1194865

метки статьи: #нанотехнологии, #новые материалы