Нитка з вуглецю
Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.
Вченими було відкрито новий полімер вуглецю, який отримав назву «дзеркальний». З нового вуглецю можна робити навіть «діамантові» нитки, і будуть вони міцніші деяких сталевих канатів. Перспектива його промислового відтворення для потреб медицини, теплоенергетики, прикладного мистецтва та інших, часом несподіваних сторін нашого життя воістину безмежна.
За своїм глибоким темним кольором незвичайний вуглець чимось схожий з близьким родичем – графітом, а по надзвичайно гладкій поверхні, що бездоганно відбиває сонячні промені, нагадує алмаз. Однак гучної назви новонародженому не придумали. Так він і залишився з невиразним ім’ям «дзеркальний вуглець». Незвичайні властивості такого вуглецю залежать від його молекулярної будови. Молекули дзеркального вуглецю сплетені в своєрідні клубки. Цим він і відрізняється від графіту, молекули якого з легкістю ковзають щодо одна одної.
Наступні його випробування продемонстрували воістину чудові властивості, що відкрили йому привабливі перспективи в багатьох галузях. Насамперед звернула на себе увагу його надзвичайна стійкість не тільки до умов підвищених температур, але, що ще більш важливо, до різких температурних перепадів, так званих термічних ударів. Додатково до всього ці якості переплелися з не менш цінною в техніці газонепроникністю. Чи не фільтрує наш герой і воду. Зате відрізняється підвищеною твердістю і повною байдужістю до яких би то не було агресивних середовищ. З незвичайного вуглецю можна навіть робити нитки, що за міцністю не поступаються сталевим тросам.
Набір властивостей, прямо-таки готовий для відповідальних вузлів космічних кораблів, атомних реакторів і надзвичайно великого сімейства теплотехнічних агрегатів! Досить зазначити, що через незадовільну стійкість сучасних вогнетривких матеріалів до постійно змінюваних температурним режимів доводиться безупинно експлуатувати печі і топки. А це означає, що навіть без особливої виробничої необхідності доводиться миритися з нудними нічними змінами.
Не менш гостро стоїть проблема з неослабним пошуком довговічного жаростійкого і разом з тим теплоізоляційного матеріалу. Наприклад, в сталеливарному виробництві для футерування розливних ковшів.
Але є у матеріалу-новачка і характерні недоліки. Головні серед них – крихкість і підвищена чутливість до поштовхів і вібрації. Тут його доречно порівняти з чавунною сковородою, що розлітається на дрібні шматки від різкого і сильного удару каменем.
Нещодавно вчені знайшли панацею і від цього лиха. Вони навчилися армувати дзеркальний вуглець вуглецевими ж волокнами. Це рішення вченим підказав людський м’яз. «Армуючи» його сухожилля забезпечують тілу необхідну гнучкість і пружність. Але ж як сам м’яз, так і сухожилля «виготовлені» природою з одної і тої ж сировини. Чи не тому новий композиційний матеріал, який отримав громіздке назву «вуглецю, зміцненого вуглецевим волокном» (скорочено ВЗВВ), припав «до двору» живої тканини людського організму? З нього можна виготовляти, наприклад, клапани серця. Новий матеріал не відторгається нашим організмом.
Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка
При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв'язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту pavelchaika1983@gmail.com або у Фейсбук.