Nowy pomysł na włókno węglowe

Nowy pomysł na włókno węglowe

Duże płaty grafenu są niezbędnym składnikiem przepisu na nowy rodzaj włókna węglowego utworzonego na Rice University w USA.

Włókno opracowane przez amerykańskich uczonych jest unikalne ze względu na silne węzły, które tworzy. Większość włókien pęka w tych miejscach ze względu na skoncentrowane w nich napięcia. W przypadku nowego rodzaju, zjawisko takie jest zredukowane do zera. Większe prawdopodobieństwo stanowi uszkodzenie włókna na całej długości niż w miejscu łączenia z innym.

Taki materiał może być używany do zwiększania wytrzymałości wielu produktów, które korzystają z włókna węglowego. Przede wszystkim mowa o kompozytach dla lekkich samolotów, czy tkanin do odzieży kuloodpornej.

Odkrycie jest efektem opatentowanej parę lat temu przez Rice technologii tworzenia płatków grafenu. Są one tworzone chemicznie i posiadają 22 mikrometrów średnicy. Są porównywane z ropopochodnymi cząsteczkami używanymi w standardowych włóknach węglowych – te jednak mają zaledwie 2 nanometry średnicy, więc nowe płaty są 10 tysięcy razy większe.

Za łączenie się płatów odpowiadają słabe wiązania van der Waalsa, jednak dzięki dużej powierzchni styku, ich siła wielokrotnie rośnie. Aby wytworzyć włókno korzysta się z procesu przędzenia podobnego do używanego w produkcji nanorurek.

Kluczem do wytrzymałości struktury w węzłach jest wysoki moduł zginania grafenu. W wyniku jego gięcia materiał nie jest w stanie „zidentyfikować" miejsca, w którym znajduje się węzeł.

Dzięki podgrzaniu materiału w trakcie jego tworzenia, możliwe będzie zwiększenie wytrzymałości na rozciąganie. Naukowcy chcą również testować płaty o mniejszej średnicy – dziewięciu mikrometrów.

(rr)