Ny teknik fører til oprettelse af elastisk højstyrke carbon nanorørfilm

(Phys.org) —En ny teknik udviklet af forskere ved East China University of Science and Technology og Shanghai Jiao Tong University har ført til udviklingen af ​​en højstyrke carbon nanorørfilm, der bevarer meget af elasticiteten i native carbon nanorør. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Nano breve, teamet beskriver deres teknik og egenskaberne ved de materialer, de lavede.

Lige siden forskere opdagede, at oprettelse af ark lavet af enkeltlag af carbonatomer dyrket i en karbadform resulterede i et materiale med usædvanlige elektroniske og elastiske egenskaber, søgningen har været på for at finde en måde at producere et materiale fremstillet af dem i løs vægt, på en måde, der ikke får dem til at miste nogle af deres ekstraordinære egenskaber. I denne nye indsats har det kombinerede team i Kina udviklet en metode, der gør det muligt at skabe et sådant materiale, samtidig med at de fleste af dets elastiske og andre egenskaber bevares. Resultatet er et materiale, der ligner en tyk sort plastikpose. Men udseende kan bedrage, materialet har vist sig at være betydeligt stærkere end både Kevlar og kulfiber.

Tidligere forsøg på at lave et sådant materiale har efterladt meget at ønske, fordi det ikke lykkedes at holde nanorørene justeret i det endelige produkt. Den nye tilgang overvinder dette problem ved at bruge nitrogengas til at skubbe enkelte lag kulstofnanorør langs en røroverflade inde i en 2, 100 grader ovn. Når materialet fjernes fra ovnen, den vikles rundt om en tromle og komprimeres derefter yderligere ved at køre den gennem ruller. Resultatet er et materiale, som teamet testede med en trækstyrke på 9,6 gigapascal, som er cirka fem gange så stærk som ethvert andet materiale fremstillet af carbon nanorør. I modsætning, kulfiber er testet til 7 gigapascal og Kevlar til kun 3,7. Som om det ikke var nok, materialet viste sig også at kunne forlænge cirka 8 procent, hvilket er langt mere end de 2 procent for kulfiber.

Teamet mener, at det nye materiale ville være egnet til brug i bærbare enheder og muligvis i kunstige muskler og måske som en komponent i beskyttelsesbeklædning til soldater eller atleter.

© 2016 Phys.org