«Арматура» из нанотрубок сделала графен в два раза прочнее
Москва, 11:48, 03 Авг 2018, редакция FTimes.ru, автор Евгения Ковалева.
Исследователи из Райсовского университета выяснили, что «армированный графен» в 2 раза устойчивее к разрыву, чем чистый материал.
В двумерном масштабе графен прочнее стали, сообщает phys.org. Но, из-за малой толщины, материал склонен к разрыву. Для упрочнения структуры Джеймс Тур из Райсовского университета в 2014-м году разработал арматуру из нанотрубок. В новом исследовании, представленном в ACS Nano, материаловед Джун Лу, ведущий автор Эмили Акопян и другие специалисты, включая изначального изобретателя, протестировали эту конструкцию. Опыты показали, что арматура отводила и направляла трещины, которые распространялись бы в неукрепленном графене.
Нанотрубки помогали материалу оставаться эластичным. Она также уменьшала эффект от трещин. Свойство может быть полезно не только для гибкой электроники, но и для других устройств, которым требуется устойчивость к нагрузкам, механическая стабильность, гибкость и прозрачность.
На прочность армированного графена, помимо экспериментов, указали молекулярные динамические симуляции, проведенные в Университете Брауна. Структура помогает справиться с хрупкостью материала, мешающая его использованию в современной электронике.
Одностенные нанотрубки с покрытием, нанесенным методом центрифугирования, создаются на медном основании. На них, с помощью химического осаждения из паровой среды выращивается графен.
Арматура не предотвратила разрушение материала. Но она значительно замедлила процесс, заставляя трещины распространяться зигзагами. При слабой нагрузке арматура препятствовала полному разлому. Нанотрубки эффективно направляли трещины, в некоторых случаях сохраняя проводимость материала. Прошлые опыты показали, что естественная изломостойкость графена составляет 4 МПа. У армированной структуры она вырастает до 10,7 МПа. Дизайн открывает двери для многих новых двухмерных материалов, считают авторы.
