Нитка из углерода
Статья написана Павлом Чайкой, главным редактором журнала «Познавайка». С 2013 года, с момента основания журнала Павел Чайка посвятил себя популяризации науки в Украине и мире. Основная цель, как журнала, так и этой статьи – объяснить сложные научные темы простым и доступным языком
Учеными был открыт новый полимер углерода, получивший название «зеркальный». Из нового углерода можно делать даже «алмазные» нитки, и будут они прочнее иных стальных канатов. Перспектива его промышленного воспроизводства для нужд медицины, теплоэнергетики, прикладного искусства и прочих, порой неожиданных сторон нашей жизни поистине безгранична.
По своему глубокому темному цвету необычный углерод чем-то схож с близким родственником — графитом, а по необычайно гладкой поверхности, безупречно отражающей солнечные лучи, напоминает алмаз. Однако звучного названия новорожденному не придумали. Так он и остался с невыразительным именем «зеркальный углерод». Необычные свойства такого углерода зависят от его молекулярного строения. Молекулы зеркального углерода сплетены в своеобразные клубки. Этим он и отличается от графита, молекулы которого с легкостью скользят относительно друг друга.
Последующие его испытания продемонстрировали поистине великолепные свойства, открывшие ему заманчивые перспективы во многих отраслях. Первым делом обратила на себя внимание его необычайная стойкость не только к условиям повышенных температур, но, что еще более важно, к резким температурным скачкам, так называемым термическим ударам. Вдобавок ко всему эти качества переплелись с не менее ценимой в технике газонепроницаемостью. Не фильтрует наш герой и воду. Зато отличается повышенной твердостью и полным безразличием к каким бы то ни было агрессивным средам. Из необычного углерода можно даже делать нитки, по прочности не уступающие стальным тросикам.
Набор свойств, прямо-таки уготованный для ответственных узлов космических кораблей, атомных реакторов и необычайно обширного семейства теплотехнических агрегатов! Достаточно отметить, что из-за неудовлетворительной стойкости современных огнеупорных материалов к изменяющимся температурным режимам приходится безостановочно эксплуатировать печи и топки. А это означает, что даже без особой на то производственной необходимости приходится мириться с утомительными ночными сменами.
Не менее остро стоит проблема с неослабевающим поиском долговечного жаростойкого и вместе с тем теплоизоляционного материала. Например, в сталелитейном производстве для футеровки разливочных ковшей.
Но есть у материала-новичка и характерные недостатки. Главные среди них — хрупкость и повышенная чувствительность к толчкам и вибрации. Здесь его уместно сравнить с чугунной сковородой, разлетающейся на мелкие куски от резкого и сильного удара камнем.
Недавно ученые нашли панацею и от этой беды. Они научились армировать зеркальный углерод углеродными же волокнами. Это решение ученым подсказала человеческая мышца. «Армирующие» ее сухожилия обеспечивают телу необходимую гибкость и упругость. А ведь как сама мышца, так и сухожилия «изготовлены» природой из одного и того же сырья. Не потому ли новый композиционный материал, получивший громоздкое название «углерода, упрочненного углеродным волокном» (сокращенно УУУВ), пришелся «ко двору» живой ткани человеческого организма? Из него можно изготовлять, например, клапаны сердца. Новый материал не отторгается нашим организмом.
Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка
При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту pavelchaika1983@gmail.com или в Фейсбук, с уважением автор.