15.11.2018
PL EN
08.08.2018 aktualizacja 08.08.2018

Grafen zbrojony nanorurkami dwa razy odporniejszy na pękanie

Źródło: Fotolia Źródło: Fotolia

„Zbrojony” nanorurkami grafen jest ponad dwa razy bardziej wytrzymały od zwykłego – informuje pismo "ACS Nano”.

Grafen to arkusz węgla o grubości jednego atomu. Wykazuje dobre przewodnictwo elektryczne, nadawałby się zatem do konstruowania różnego rodzaju urządzeń. W dwuwymiarowej skali jest mocniejszy niż stal, ale jego cienkość sprawia, że łatwo ulega pękaniu i rozdzieraniu.

W roku 2014 chemik James Tour z Rice University (USA) opracował grafen wzmocniony nanorurkami, umieszczając nanorurki na miedzianym podłożu i chemicznie osadzając grafen z fazy gazowej. Zbudowane z pojedynczej warstwy atomów węgla nanorurki pełnią w tym przypadku podobną rolę, co stalowe pręty wzmacniające żelazobeton.

Teraz dr Jun Lu oraz absolwentka Rice University, a zarazem główna autorka Emily Hacopian przeprowadzili pod mikroskopem elektronowym (skaningowym i transmisyjnym) testy wytrzymałościowe wzmocnionego grafenu. Okazało się, że nanorurki powstrzymały pęknięcia, które w przeciwnym razie rozprzestrzeniałyby się w niewzmocnionym grafenie. Materiał zachowuje także elastyczność, a nanorurki w wielu wypadkach pozwalają zachować jego przewodnictwo.

O ile zwykły grafen nie pękał pod obciążeniem 4 megapaskali, to wzmocniony wytrzymywał 10,7 megapaskala.

Współpracując z naukowcami z Rice, ich koledzy z Brown University opracowali symulację, która pozwala lepiej zrozumieć zachowanie grafenu pod obciążeniem.

Zdaniem autorów zbrojony grafen może znaleźć zastosowanie w wytwarzaniu giętkiej elektroniki, ale także elektrycznie aktywnej odzieży lub innych urządzeń, w przypadku których pożądane są wytrzymałość, elastyczność, przezroczystość i stabilność mechaniczna.

PAP - Nauka w Polsce

pmw/ agt/

Copyright © Fundacja PAP 2018