За наноматериалами давно и прочно закрепилось определение "крепкий как сталь", к слову сказать, возмущающее многих нанотехнологов, поскольку, по их мнению, наноматериалы крепче стали примерно в тысячу раз. При этом основной проблемой с доказательством подобного утверждения была неспособность исследователей передать силу наноструктур макроскопическим материалам. Однако на днях профессор из Университета штата Мичиган (г. Анн Арбор, США) Николас Котов (Nicholas Kotov) объявил, что ему удалось получить импрегнированный углеродом пластик, с помощью метода подобного тому "как устрица инкорпорирует карбонат кальция в ткань раковины, образуя одну из самых прочных в природе конструкций". Материал оказался "таким же крепким как сталь, но очень тонким и прозрачным".
"Мы были намерены передать внутреннюю силу наноматериала его макроскопическому аналогу, путем внедрения наноматериалов в органический полимер, – утверждает Николас Котов, – Задача оказалась крайне трудной, поскольку при растяжении или деформировании полимера нарушается его сцепление с наноматериалом и вся система рушится". Другими словами, как бы не был прочен наноматериал, без надежного сцепления его с макроосновой не возможно передать последней достаточную прочность. Интересно, что устрицы решают проблему внедрения карбоната кальция в органическую основу своей раковины путем тесного склеивания наноскопических слоев сверхпрочного карбоната с помощью органического клея на манер "кирпича и строительного раствора", когда крепость кирпичей передается благодаря цементу всей конструкции.
Сходный подход и предложен группой Котова, использовавшей чередующиеся слои "кирпичей" и "строительного раствора". Вместо чистого углерода Котов предложил применить филосиликатные минералы (например, глину), обладающие прочностью углеродных нанотрубок, но при этом имеющие в составе кристаллической решетки атомы алюминия, кислорода и водорода, облегчающие взаимодействие со "строительным раствором". В качества последнего исследователи использовали новый тип полимерного клея – поливинил-алкоголь. Полученный материал содержал порядка 300 слоев наноматериала, чередующегося со слоями органического клея атомарной толщины. Общая толщина не превышала таковой у целлофана.
Для скорейшего внедрения своего изобретения в коммерческое производство Николас Котов основал компанию Nico Technologies Corp. Полученный пластик будет использован в качестве основы для микроэлектромеханических систем (MEMS); сверхпрочный материал также найдет свое применение в разработке биосенсоров, RFID-устройств, клапанных регуляторов и микроскопических силовых приводов. Кроме того, есть данные, что результатами исследования Котова заинтересовалось Управление исследований военно-морского флота США (Office of Naval Research, ONR), куда ж без них...
Подождите...