Создан наноматериал со структурой паучьего шёлка

Снимок нового материала, подвергнутого испытаниям на прочность. В верхней части иллюстрации находится зона, не подвергнувшаяся растяжению, в которой находятся наночастицы примеси (фото Gareth McKinley Lab).

Группой учёных из Массачусетского технологического института (MIT) под руководством Гарета Маккинли (Gareth H. McKinley) создан новый сверхпрочный искусственный полимерный материал. Интересно то, что они его сделали по модели паучьего шёлка.

«Если при большом увеличении посмотреть на структуру паучьего шёлка, то вы увидите, что он наполнен множеством очень маленьких кристаллов», — говорит профессор Маккинли. Именно благодаря этим частичкам наноразмеров паучий шёлк и получает удивительную прочность (об этой особенности паучьего шёлка мы ранее упоминали в нашей публикации).

В своих опытах учёные решили воспроизвести такую структуру в материалах, которые они собрались сделать самостоятельно из полимеров. Предыдущие эксперименты в этой области были неудачными, так как исследователи просто смешивали вещества в определённом соотношении. Однако на этот раз было решено учесть не только свойства примеси, но и форму её частиц.

Сначала экспериментаторы поместили глиняные пластинки толщиной всего в 1 нанометр и диаметром в 25 нанометров в воду. Затем в получившейся смеси они постепенно заменили воду на другое вещество, растворяющее полиуретан. После они растворили в этой смеси полиуретан и удалили из неё растворитель. В итоге был получен наноматериал, который обладает, как и ожидали исследователи, очень высокой прочностью.

Важно то, что структура этого материала очень хаотична, из-за чего его прочность оказалась одинаково высокой в различных направлениях. Существенно также и то, что при определённых нагрузках материал практически не деформировался, даже при повышении температуры до 150 градусов по Цельсию.

Как заметили учёные, материалы такого рода особенно удачно могут использоваться при разработке сверхлёгких мембран, для изоляции газообразных веществ друг от друга, а также для изоляции материалов, применяющихся в топливных элементах. Также исследователи сказали о значимости их разработки для военной промышленности.

Результаты исследования напечатаны в журнале Nature Materials.

А ещё читайте о том, что пауки могут выпускать шёлк из лап, о том, как его сплавили со стеклом, а также об использовании генной инженерии при создании искусственной паутины.



Мелких ходоков научили таскать молекулярные тяжести

19 января 2007

Созданы морщины из полимеров

19 января 2007

Создано новое поколение самоочищающейся одежды

12 января 2007

Корейцы сделали самую мелкую копию «Мыслителя»

9 января 2007

Созданы сверхсильные мышцы из нанопряжи

11 декабря 2006