Ученые из Optoelectronics Research Centre разработали технологию создания кремниевых нановолокон в 15 раз прочнее стали. При этом их можно изготавливать очень длинными – теоретически до тысяч километров.
Новая технология уже заинтересовала много компаний по всему миру, прежде всего в авиационной и судостроительных областях, где есть необходимость в легких и прочных композитах.
Нановолокна привлекают внимание своей чрезвычайной прочностью. Свойства материала на наноуровне сильно отличаются от макроскопических образцов - некоторые кристаллических материалы в виде нановолокон показывают прочность на растяжение свыше 10 ГПа. До сих пор удавалось изготовить кристаллические нановолокна длиной лишь нескольких миллиметров. Более длинные волокна имеют множество дефектов, которые снижают их прочность.
Ученые из Optoelectronics Research Centre обратили внимание на нановолокна из диоксида кремния, прочность которых в меньшей степени зависит от одиночных дефектов. Фактически это обычное стекловолокно, только выполненное на наноуровне, что позволило резко повысить их прочность.
Эксперименты показали, что нановолокна из диоксида кремния в 15 раз прочнее высокопрочной стали и в 10 раз прочнее волокон обычного стеклопластика. В перспективе это позволит уменьшить вес композитных материалов при сохранении их прочности. Интересно, что новые нановолокна при уменьшении диаметра становятся только прочнее. Также нужно отметить, что сырье для их изготовления – это кремний и кислород, которые являются очень распространенными элементами земной коры. Кроме того, нановолокона диоксида кремния можно производить тоннами, как обычное оптическое волокно, которое сегодня широко применяется в коммуникационных технологиях.
Новый вид волокон может изменить будущее композиционных материалов: нановолокна позволят сделать прочнее и легче самолеты, вертолеты, катера и т.д.
