Новая технология, разработанная в Массачусетском технологическом институте, может создавать прочные, устойчивые нановолокна для многих сфер применения.
Исследователи разработали способ, который может производить ультратонкие волокна - диаметр которых измеряется в нанометрах - они характеризуются как исключительно прочные и жесткие. Эти волокна, которые должны быть недорогими и легкими в изготовлении, могут использоваться для производства различной продукции, в том числе защитной брони и нанокомпозитов.
Новый процесс, называемый гель-электроспиннинг, разработан технологами во главе с Григорием Рутледжом, профессором Массачусетского технологического института. Изобретатели поясняют: «Есть много компромиссов. Обычно, когда инженеры пытаются улучшить одну характеристику материала, они видят снижение другой характеристики». Результатом усовершенствования Рутледжа стали ультратонкие волокна полиэтилена, которые равны или превосходят свойства некоторых самых прочных полимеров и волокнистых материалов, таких как кевлар и динема.
«Мы начали с изготовления волокон в различном диапазоне размеров, а именно ниже 1 мкм, потому что у них есть множество интересных функций». Высокоэффективные волокна, которые включают арамиды, такие как кевлар, и гелеобразные полиэфиры, такие как Dyneema и Spectra, используются в канатах для экстремальных применений и в качестве армирующих волокон в некоторых высокоэффективных композитах.
«За последние годы в этой области было мало нового», говорит Рутледж. Но этот новый материал, по его словам, превосходит существующие. По сравнению с углеродными волокнами и керамическими волокнами, которые широко используются в композитных материалах, новые полиэтиленовые волокна, полученные гель-электроспиннингом имеют одинаковую прочность, но намного более жесткие и менее плотные. Это означает, что они превосходят стандартные материалы.
Создавая этот ультратонкий полиэтилен, технологи МИТ пытались приблизиться к свойствам существующих микроволокон, но, фактически, результат оказался значительно лучше.
Новые волокна, полученные гель-электроспиннингом сочетают в себе желательные качества прочности, жесткости и ударной вязкости.
Новый процесс сочетает в себе использование полимерного геля, как в гелевых волокнах, но здесь используются электрические силы, а не механическое натяжение для вытягивания волокон, благодаря чему ультратонкие размеры приводят к уникальным свойствам нитей. Эти результаты могут привести к тому, что защитные материалы будут такими же прочными, как и существующие, но более тонкими и менее тяжелыми, что сделает их более практичными.
Источник: netcomposites.com
