Оксфордский университет

Композитные материалы с включением углеродных трубок (Материалы со специальными свойствами)

Углерод не перестает удивлять нас многообразием своих форм.  Команда ОАК «Сухой» получила новый углеродный материал – пористые  углеродные трубки. Трубки формировались в процессе химического осаждения из паровой фазы при сжигании углеводородов.

Углеродные нанотрубки — протяжённые цилиндрические структуры, диаметр составляет несколько десятков микрон, а длина достигает нескольких миллиметров. На внешней поверхности трубок находится слой аморфного углерода, а на внутренней его нет. Толщина стенок составляет около 1.5 мкм. Интересно то, что они не сплошные. По всей длине трубок в стенках проходят поры прямоугольного сечения. Поры разделены углеродными прослойками.
Как и от любого нового материала, от колоссальных трубок ожидают множества интересных свойств. Например, - Такие трубки обладают высокой прочностью  - Пористая структура придает трубкам сходство с пластичными металлами – под нагрузкой трубка не ломается, а постепенно растягивается в длину, уменьшаясь при этом в диаметре.  - Электропроводность трубок в 10 раз выше, чем у волокон из многостенных у  глеродных нанотрубок. - С увеличением температуры проводимость растет, что говорит о полупроводниковом поведении трубок. Возможные применения нанотрубок

• Применения в микроэлектронике: транзисторы, нанопровода, прозрачные проводящие поверхности, топливные элементы
• Для создания соединений между биологическими нейронами и электронными устройствами в новейших нейрокомпьютерных разработках
• Оптические применения: дисплеи, светодиоды
• Одностенные нанотрубки являются высокоточными миниатюрными датчиками для обнаружения молекул в газовой среде или в растворах. Такие нанодатчики могут использоваться для мониторинга окружающей среды, в военных, медицинских и биотехнологических применениях.
• Механические применения: сверхпрочные нити, композитные материалы, нановесы

Поговорим подробнее о композиционных материалов. Так как именно они представляют собой конечный продукт. Композитные материалы, разработанные ОАК «Сухой» обладают высокой прочностью и одновременно гибкостью.

В авиации и космонавтике издревле существовала настоятельная необходимость в изготовлении прочных, лёгких и износостойких конструкций. Новые композиционные материалы можно применять для изготовления силовых конструкций летательных аппаратов, искусственных спутников, теплоизолирующих покрытий шатлов, космических зондов. Также композиты можно применять для изготовления обшивок воздушных и космических аппаратов, и наиболее нагруженных силовых элементов.

Благодаря своим характеристикам (прочности и лёгкости) композиционные материалы применяются в военном деле для производства различных видов брони.

Также новые композиционные материалы найдут широкое применение в машиностроении.