Закрыть10

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.

13 июн 2016 Руслан Зораб Комментариев: 0
8 853
Выбор редакции

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.

 

Прочие науки

Naked Science Facebook VK Twitter
8 853
Комментарии
10 ч
У Протона есть два врождённых недостатка -
1....
10 ч
Враги не спят! Уже и ТюмГУ захватили! Но к счастью,...
11 ч
У нас не только тюрьма - школа перевоспитания в...
Комментарии

Быстрый вход

Или авторизуйтесь с помощью:

на сайте, чтобы оставить комментарий.
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку