Создан новый композитный материал из слоеного графена

Материалы вроде графена и углеродных нанотрубок — одни из самых прочных и твердых материалов, доступных нам сейчас, говорит профессор Майкл Страно, потому что их атомы держатся вместе благодаря связям углерод-углерод, самым прочным, что есть в природе. Поэтому исследователи искали способ использовать эти наноматериалы для увеличения прочности композитов, похожим образом, как стальные прутья усиливают бетон.


Сложнее всего вставить эти материалы в матрицу других материалов правильным образом. Эти листы и трубки обладают тенденцией к склеиванию, так что просто окунуть их в жидкий клей не поможет. Решение команды МТИ состояло в том, чтобы найти способ создания большого числа слоев, расположенных в идеальном порядке, но так, чтобы не пришлось все это делать вручную.



Ученые применили технологию слоеного теста: тесто растягивается и складывается вдвое, потом по нему проходятся валиком, а затем снова складывают вдвое, и так далее. Каждый раз число слоев увеличивается экспоненциально, так что 20 складываний дадут более миллиона идеально подогнанных слоев.

Во время испытаний исследователи создали композитный материал с 320 слоями графена. И доказали, что даже при незначительном прибавлении графена к материалу — менее 1/10 по весу — привело к ощутимому увеличению прочности. Полученные материалы оказались не только не такими гладкими, как графен, но и эластичными, в отличие от того же кевлара. Это значит, что из них можно плести защитные ткани, которые растягиваются, но не рвутся.