Созданы сверхпрочные и сверхупругие нановолокна, способные заменить все существующие композитные материалы

Журнал Американского химического сообщества ACS Nano  опубликовал сенсационную статью, в которой говорится о том, что ученым удалось открыть новые нановолокна, которые в самое ближайшее время заменят на производстве все композитные материалы.  Они  отличаются невероятной прочностью и не имеют ограничений по своему использованию. То  есть фактически могут быть применены как при строительстве  авиалайнеров,  так и при создании мотоциклов.

Среди ученых, участвовавших в разработке нового материала, есть  два выходца из России. Это Александр Гопоненко и Дмитрий Паков. Оба исследователя сейчас находятся в университетском городке Акрона  в штате Огайо.

Долгое время в теории конструкционных материалов  бытовала теория о том, что  чем  прочнее материал, тем хуже его упругость.  Новые  волокна позволяют опровергнуть данную теорию. Они состоят  из  полиакрилонитрила, который отличается не только прочностью, но и особой гибкостью. Последнее открытие стало неожиданным   сюрпризом для ученых.

Волокна  получают из  синтетического  полимера методом эклектропрядения.   В будущем они полностью заменят собой  композиты, уверены разработчики.  Своим появлением полиакрилонитриловые волокна создали новый класс в  семействе гибких и прочных материалов. Ученые предполагают, что прочность волокон  исходит от низкой кристалличности . В неорганизованных областях структуры волокон происходит переплетение  цепочек молекул, благодаря  чему   материал может поглощать больше энергии. Самые современные композиты  имеют минимальное  количество неорганизованных областей и поэтому часто  разрушаются.  В связи с этим  на их использование накладывается довольно жесткое ограничение. Например, в самолетостроении использование таких материалов может приводить к   настоящим катастрофам. Для того чтобы избежать растрескивания  композитов, разработчикам приходится  значительно утолщать их слои. Новые  волокна позволят отказаться от использования несовершенных композитов. Это в свою очередь приведет к удешевлению производственного процесса и облегчению  многих конструкций.