Новости из мира высоких технологий

Углеродные нанотрубки не подойдут для создания космического лифта

Углеродные нанотрубки не подойдут для создания космического лифта

Углеродные нанотрубки (УНТ) — перспективный материал, который планируется использовать в широком спектре отраслей — от производства велосипедов до микроэлектроники. Однако, как недавно выяснилось, даже минимальное нарушение атомной структуры УНТ приводит к падению их прочности на 50%. Это ставит под сомнение возможность строительства космического лифта из материала на основе углеродных нанотрубок.

Прочность УНТ определяется их атомной структурой — каждая трубка имеет стенку толщиной всего один атом углерода, а сами атомы образуют гексагональную решетку. Согласно теоретическим расчетам, предел прочности на разрыв для каждой нанотрубки составляет 100 ГПа. Это делает УНТ одним из самых прочных материалов. К сожалению, волокно, полученное из нанотрубок, будет иметь существенно меньшую прочность — всего 1 ГПа.

К такому выводу пришли специалисты Гонконгского политехнического университета под руководством профессора Фэна Дина (Feng Ding). Ученые моделировали дефектные нанотрубки, в которых не хватало атомов или их было больше, чем необходимо. Ячейки атомной решетки из шестиугольников превращались в пятиугольники и семиугольники. Также исследователи проанализировали нанотрубки с изломами. Как оказалось, даже единичных дефектов в атомной структуре было достаточно для падения прочности нанотрубок до 40 ГПа, причем эффект быстро усиливался с увеличением количества смещенных атомов.

Моделирование показывает, что излом нанотрубки становится слабым местом, с которого может начаться цепной распад углерод-углеродных связей. Еще сильнее этот эффект проявляется, когда нанотрубки сплетены в волокно — как только одна УНТ разрушается, нагрузка на остальные резко возрастает, и они также лопаются.

По данным ученых, лишь одного лишнего атома будет достаточно, чтобы значительно ослабить все УНТ-волокно.

«Только углеродные нанотрубки идеального качества могут сохранять максимальную прочность. Такие УНТ слишком трудно производить в достаточном количестве», — заявил Дин.

Это плохая новость для тех, кто собирался строить космический лифт из материала на основе УНТ. По расчетам ученых, прочность троса на разрыв в такой конструкции должна быть не меньше 50 ГПа, поэтому долгое время считалось, что углеродные нанотрубки отлично подойдут для этих целей. Однако Дин считает подобную конструкцию невозможной.

«Если проблема дефектов атомной структуры не будет решена, использовать УНТ при строительстве космического лифта будет бессмысленно», — сказал Дин.


Источник: Углеродные нанотрубки не подойдут для создания космического лифта
Опубликовал:
Теги: моделирование данные технологии исследования производство Время Транспорт разрыв Углеродные нанотрубки

Комментарии (0)

Сортировка: Рейтинг | Дата
Пока комментариев к статье нет, но вы можете стать первым.
Написать комментарий:
Напишите ответ :
Секреты интерьера: 10 идей для создания гармонии и уюта в доме
Секреты интерьера: 10 идей для создания гармонии и уюта в доме
5
Женский каприз 10:50 27 июл 2021
Как и с чем носить рубашку оверсайз: 16 идей для создания неформального образа
Как и с чем носить рубашку оверсайз: 16 идей для создания неформального образа
23
Женский каприз 10:00 26 июл 2021
Близкая подруга поделилась парой хитрых трюков для создания идеального порядка на кухне. Моему счастью нет предела!
Близкая подруга поделилась парой хитрых трюков для создания идеального порядка на кухне. Моему счастью нет предела!
9
Интересный мир 18:53 08 янв 2018
Овальный каскад для женщин 40-50 лет: 10 идей для создания дополнительного объема
Овальный каскад для женщин 40-50 лет: 10 идей для создания дополнительного объема
11
Женский каприз 09:00 29 июл 2021
Джамсу: новая техника макияжа для создания безупречной матовой кожи без изъянов
Джамсу: новая техника макияжа для создания безупречной матовой кожи без изъянов
0
Женский каприз 15:31 20 сен 2022
Почему я ненавижу толстых русских теток?
Почему я ненавижу толстых русских теток?
74
Здесь только хорошие новости! 06:00 14 мар 2018
20 идей, которые идеально подойдут для крошечных ванных комнат даже в "хрущевках"
20 идей, которые идеально подойдут для крошечных ванных комнат даже в "хрущевках"
4
Жизнь прекрасна 10:30 30 апр 2022
7 крутых осенних образов для женщин из тех вещей, которые уже есть в гардеробе
7 крутых осенних образов для женщин из тех вещей, которые уже есть в гардеробе
5
Человек познаёт мир 11:30 13 сен 2022
Любопытные истории создания вещей, которые плотно вошли в нашу жизнь
Любопытные истории создания вещей, которые плотно вошли в нашу жизнь
0
Человек познаёт мир 08:30 05 сен 2022
10 модных летних нарядов для повседневного выхода. А для королевской фигуры подойдут…
10 модных летних нарядов для повседневного выхода. А для королевской фигуры подойдут…
2
Сад огород дача и все самое интересное 05:43 08 апр 2018
Как правильно носить брюки карго: 15 стильных идей в копилку моднице
Как правильно носить брюки карго: 15 стильных идей в копилку моднице
1
Женский каприз 22:58 12 июл 2022
40 убойных фото, которые заставляют плакать, смеяться и биться в истерике!
40 убойных фото, которые заставляют плакать, смеяться и биться в истерике!
11
Интересный мир 04:15 30 май 2017

Выберете причину обращения:

Выберите действие

Укажите ваш емейл:

Укажите емейл

Такого емейла у нас нет.

Проверьте ваш емейл:

Укажите емейл

Почему-то мы не можем найти ваши данные. Напишите, пожалуйста, в специальный раздел обратной связи: Не смогли найти емейл. Наш менеджер разберется в сложившейся ситуации.

Ваши данные удалены

Просим прощения за доставленные неудобства