Уникальные полимерные волокна: легкий, прочный и жесткий

Но сильный и крепкий, как свет, как перышко — материалы с этим исключительным сочетанием свойств крайне необходимы во многих отраслях промышленности и в медицине, а также большой интерес для научных исследований. Исследовательская группа из Университета Байройт в настоящее время разработаны полимерных волокон с именно этими свойствами. Вместе с партнерами в Германии, Китае и Швейцарии, полимерные волокна характеризуются. Ученые опубликовали свои результаты в журнале Science.

«Волокна мы обнаружили, могут быть легко получены с использованием высокотехнологичных процессов, которые уже существуют в отрасли, и на основе полимеров, которые легко доступны во всем мире. Одна особь волокна тонкие, как человеческий волос, весит меньше, чем дрозофилы, и еще очень силен: он может поднять груз весом 30 грамм без разрывов. Это соответствует примерно 150 000 раз вес фруктовой мухи. Эксперименты на высокую прочность этих волокон, кроме того, показали их высокую прочность. Это означает, что каждое отдельное волокно может поглощать много энергии», — поясняет профессор д-р Андреас Грайнер, который является руководителем исследовательской группы макромолекулярной химии II в Университете Байройта, и кто руководил научно-исследовательской работой. Кроме того были задействованы исследователи исследовательский центр в г. Юлих, университет Мартина Лютера Галле-Виттенберг, Фраунгофер-институт микроструктуры материалов и систем (IMWS), в Рейниш-Вестфалише Высшая техническая школа в Ахене, Цзянси педагогического Университета, Наньчан, и Швейцарской высшей технической школы Цюриха.

Благодаря своим уникальным свойствам, полимер волокна идеально подходят для технического компонентов, которые подвергаются высоким нагрузкам. Они позволяют создавать инновационные приложения в самых различных областях, например в текстильной промышленности или медицинской техники, в автомобилестроении, или в аэрокосмической промышленности. Кроме того, полимерные волокна могут быть переработаны хорошо. «Мы уверены, что наши результаты исследования открыли дверь в новый, перспективный класс материалов. Практического применения со стороны промышленности можно ожидать в ближайшем будущем. В полимерной науке, наши волокна смогут предоставить ценные услуги в дальнейших исследованиях и разработках высокоэффективных функциональных материалов», — говорит Грейнер.

Химическая основа этих перспективных волокон полиакрилонитрила. Одно волокно с диаметром около 40 000 нанометров составляют до 4000 ультра-тонких фибрилл. Эти фибриллы связаны с небольшим количеством добавок. Трехмерные рентгеновские снимки показывают, что фибрилл в волокна почти всегда расположены в том же продольном направлении. «Мы подготовили эти multifibrillar полиакрилонитрильного волокна в лаборатории для электропрядения в Университете Байройта и тщательно протестированы их свойства и поведение. Их уникальная прочность в сочетании с высокой твердостью, никогда не переставала очаровывать нас», — сообщает Байройт полимера ученый профессор Сима Агарвал.

Ведущий автор исследования, опубликованного в науке Xiaojian Ляо, докторской исследователь в области химии в Байройте. «Я очень рад, что смог внести свой вклад в этот успех исследований в области наук о материалах в рамках моей докторской диссертации. Интенсивный междисциплинарный соприкосновения химии, физики и материаловедения в университете Байройта предоставил некоторым важным импульсом в последние годы», — говорит Ляо.

сделать разницу: спонсорские возможности