ГЛАВНАЯ » 2013 » Сентябрь » 2 » Создан невероятно прочный композитный материал, состоящий из графена и металла
16:03
Создан невероятно прочный композитный материал, состоящий из графена и металла
Одной из отличительных черт графена, которая очень часто упоминается, но практически нигде не используется, является его невероятно высокая механическая прочность, превосходящая во много раз прочность других материалов. Предел прочности графена позволяет ему выдерживать внешнее давление в 130 Гигапаскаль, что в 200 раз больше, чем предел прочности стали. Исследователи из корейского Института передовых наук и технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology, KAIST) нашли способ практического использования прочности графена, поместив графеновую пленку между тонкими слоями меди и никеля, они создали универсальный композитный материал, прочность которого в 500 раз превосходи прочность чистой меди, и в 180 раз - чистого никеля.
Во время предыдущих попыток использования графена совместно с металлическими соединениями исследователям не удалось добиться более-менее значительных успехов, получаемые композиционные материалы не обладали достаточной стабильностью или высокой механической прочностью. Но исследователям из института KAIST удалось добиться высоких показателей прочности композиционного материала за счет использования достаточно сложного процесса его производства. Сначала на основании из одного вида металла методом химического осаждения из газообразной фазы (chemical vapor deposition, CVD) выращивался слой графена одноатомной величины. После этого на это методом термического спекания наносился следующий металлический слой, и процесс повторялся снова и снова до получения многослойного металло-графенового материала требуемой толщины.
Несмотря на такую сложность производства нового композитного материала, работа по его получению является первым разом в истории материаловедения, когда был создан многослойный графеновый материал с необычайно высоким показателем прочности. "Результат всего этого поразителен из-за того, что всего 0.00004 процента веса добавочного материала, приходящиеся на долю графена, позволили увеличить прочность металла в сотни раз" - рассказывает профессор Сеунг Мин Ен (Professor Seung Min Han), - "Дальнейшие усовершенствования разработанного нами процесса изготовления нового материала, которые будут подходить под требования массового производств и удовлетворять показателям экономической целесообразности, позволят использовать новый высокопрочный материал везде, где это требуется, начиная от строительства космических кораблей, кузовов и деталей автомобилей, которые будут иметь малый вес и высокую прочность".
Технология, которую разработали корейские ученые, уже в том виде, в котором она существует сейчас, подходит для изготовления небольших партий нового высокопрочного металло-графенового материала, который можно использовать там, где стоимость материалов не является главным определяющим фактором, к примеру, в строительстве космических аппаратов и для изготовления защитных покрытий ядерных реакторов. Но, после того, как будет разработан технологический процесс недорогого массового производства такого материала он может стать тем, что позволит снизить вес самолетов и автомобилей, что, в свою очередь, приведет к снижению расхода ими топлива, сулящего весьма немалые экономические выгоды.
