Учёные разработали сверхпрочную «нанокольчугу» из переплетённых нитей полимеров

Фото: сгенерировано нейросетью Kandinsky
Специалисты из США разработали инновационный материал, который по своей структуре напоминает кольчугу.

Он состоит из двух слоёв переплетённых нитей органических полимеров. Благодаря особой структуре, в которой каждый квадратный сантиметр поверхности содержит более 100 триллионов связей, этот материал обладает невероятной прочностью. Об этом сообщила пресс-служба Северо-Западного университета (NWU).

«Мы разработали инновационную структуру полимеров, которая по своей организации и характеристикам напоминает кольчугу. Её трудно разорвать, но при этом каждый элемент полимера может двигаться независимо, как кольца в броне. Этот материал распределяет приложенную силу по многим направлениям, и чтобы его разрушить, нужно повредить множество его элементов», — сообщил профессор NWU Уильям Дихтель, слова которого приводит пресс-служба университета.

В ходе исследования взаимодействий между ароматическими органическими молекулами TPE-PhOH, состоящими из множества соединённых углеводородных колец, учёные обнаружили, что эти молекулы могут располагаться в пространстве в виде решётки, напоминающей кристаллическую структуру.

В ходе исследования характеристик этих «кристаллов» учёные задались вопросом: возможно ли интегрировать в их структуру ещё один набор Х-образных молекул, расположенных под прямым углом к уже существующей решётке?

По мнению профессора Дихтеля и его коллег, такое расположение углеводородных цепочек может привести к формированию двумерных слоёв, состоящих из переплетённых полимерных молекул.

В ходе дальнейших исследований выяснилось, что этого можно достичь, если подвергнуть кристаллы из TPE-PhOH воздействию диметилдихлорсилана — простого соединения, содержащего хлор, кремний и метан. В результате образуются плоские наноструктуры, состоящие из двух наборов переплетённых нитей TPE-PhOH. Эти нити можно растворить и использовать для создания более крупных образцов «нанокольчуги».

В результате исследований учёные выяснили, что разработанный ими материал примерно в 1000 раз лучше выдерживает разрыв, чем «кристаллы», состоящие из отдельных нитей TPE-PhOH. При этом добавление всего 2,5% этого наноматериала в нити из сверхпрочного полиэфиримида улучшило их способность к растяжению на 45%, а общую прочность — на 22%.

Эти свойства «нанокольчуги» позволяют использовать её для создания новых композитных материалов для бронежилетов и других защитных средств, заключили исследователи.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Загрузка ...
Жуковский Life

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: