Углеродные нанотрубки не выдержат космический лифт
Гонконгские ученые показали, что для того, чтобы выдержать нагрузки, необходимые для реализации идеи космического лифта, углеродные нанотрубки не должны содержать ни единого дефекта. Получение таких нанотрубок вряд ли станет достижимым на практике в обозримой перспективе.
Невероятно прочные и легкие, углеродные нанотрубки считаются одним из самых перспективных материалов будущего, который позволит создать технологии, недоступные сегодня. Одной из таких технологий может стать «космический лифт» – конструкция для безракетного запуска в космос. Подсчитано, что трос, протянутый с поверхности Земли до геостационарной орбиты, будет удерживаться сам по себе, за счет центробежной силы, и она же сможет придавать полезной нагрузке нужное для старта ускорение – подробно об этих проектах мы писали в одном из номеров журнала Naked Science.
Ключевой проблемой космического лифта остается сам трос: нужной прочностью на килограмм собственной массы не обладает ни одна сталь. Вместе с тем расчеты показывают, что углеродные нанотрубки способны выдерживать куда большую нагрузку на разрыв – до 100 ГПа. Из-за несовершенства технологий получения таких одноатомных слоев углерода, свернутых в длинные полые трубки, пока этот показатель составляет лишь 1 ГПа. Однако недавняя работа физиков из Гонконгского политехнического университета показала, что дело может быть не только в технологиях.
Ученые, статья которых опубликована журналом ACS Nano, смоделировали поведение нанотрубки, в которой всего один атом смещен со своей позиции. В результате в одном участке ее идеальная гексагональная решетка нарушается появлением пяти- и семиугольной структуры. Оказалось, что это крошечное несовершенство резко ухудшает теоретические идеальные свойства нанотрубки, и ее прочность на разрыв падает до 40 ГПа всего из-за одного атома.
Авторы полагают, что именно такой результат мы видим пока, стараясь получить самые лучшие углеродные нанотрубки: несколько десятков смещенных атомов серьезно ухудшают их характеристики. Хуже того, трос будущего космического лифта должен выдерживать минимум 50 ГПа, а это значит, что нанотрубки для него подойдут лишь идеальные – те, в которых каждый атом находится строго в своей позиции гексагональной решетки. Получение таких нанотрубок больших размеров, хотя бы порядка метров, вряд ли достижимо в обозримой перспективе. Похоже, лифт в очередной раз застрял.
Telegram 
Дзен 
VK Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии