Китайские ученые разработали графеновую пленку, которая сочетает высокую прочность, устойчивость к разрушению и способность восстанавливать форму после деформации. Добиться таких свойств удалось благодаря особой структуре материала, в которой складки соседних слоев сцепляются между собой. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature.
Главной задачей исследователей было преодолеть ограничение, характерное для многослойных материалов. Обычно повышение прочности сопровождается снижением способности выдерживать деформации, что затрудняет создание одновременно жестких и упругих конструкций.
Ученые предложили формировать графеновую пленку из многослойных фрагментов оксида графена с предварительно созданными складками. При соединении фрагментов складки соседних слоев механически сцепляются, помогая эффективнее распределять нагрузку внутри материала.
Испытания показали, что прочность новой пленки достигает 2,9 гигапаскаля, а упругая деформация составляет 5%. Кроме того, исследователи зафиксировали высокую вязкость разрушения материала, характеризующую его способность сопротивляться повреждениям.
Авторы объясняют полученные результаты особенностями передачи механических усилий между слоями. Складчатая структура препятствует их взаимному смещению и помогает материалу сохранять целостность при растяжении.
По мнению разработчиков, технология может найти применение в производстве легких и прочных конструкционных компонентов. Однако пока речь идет о результатах лабораторного исследования. Возможности промышленного производства и характеристики готовых изделий еще предстоит оценить.
Комментарии 0