Новый поворот в разработке углеродных нано трубок
05-02-2018 Coatings Today 99

Термины «ручная работа» и «высокие технологии», как правило, не встречаются в одном предложении, но оба они применимы к новому методу быстрого получения волокон из углеродных нанотрубок. Метод, разработанный в лаборатории химика Маттео Паскуали в Университете Райса, позволяет исследователям делать прочные проводящие волокна короткой длины из небольших образцов объемных нанотрубок примерно за час.

Этот поворот дополняет новаторский подход Паскуали 2013 года для накручивания полных катушек нитевидных волокон из нанотрубок для аэрокосмической, автомобильной и медицинской промышленности. Волокна выглядят как нить хлопка, но их исполнительность как у металлических проволок. Может потребоваться не один грамм материала и не одна неделя усилий для оптимизации процесса, но новый метод сокращает их, даже если для этого требуется небольшая ручная обработка.

Паскуали и его коллега – ведущий автор исследования, студент-выпускник Робби Хедрик – сообщают, что выравнивание и скручивание похожих на волосы волокон довольно простое.

Во-первых, делается пленки из нанотрубок. После растворения небольшого количества нанотрубок в кислоте, раствор помещается между двумя стеклянными пластинками. Быстро двигая пластинки вдоль друг друга,  применяется сдвигающая сила, которая заставляет миллиарды нанотрубок внутри раствора выстраиваться в линию. После того, как полученные пленки наносятся на стекло, секции отслаиваются и потом скатываются в волокна.

«Плёнка находится в состоянии геля, когда я его снимаю её, что важно для получения полностью уплотненного волокна», – говорит Хэдрик. «Вы скручиваете его, когда оно мокрое по всему поперечному сечению структуры, а когда вы его высушите, капиллярное давление уплотнит его».

Высушенные волокна из нанотрубок имеют длину около 7 см, а электрическая мощность эквивалентна длинным волокнам, созданным оригинальным методом скручивания (вращения). Однако эти волокна более плотные, с прочностью на растяжение до 3,5 гигапаскалей (ГПа).

 «Мы можем обрабатывать все виды нанотрубок точно таким же образом, чтобы получить оптимальные структуры и свойства волокон», – сказал Хэдрик. «Это ускоряет работу и позволяет нам исследовать нанотрубки, которые доступны только в небольших количествах».