Невероятно прочный материал для постройки космического лифта
На модерации
Отложенный
Исследователи из Университета Цинхуа разработали настолько прочное волокно, что, по их словам, на его основе можно даже построить космический лифт.

Ученые говорят, что даже 1 кубический сантиметр волокна — сделанного из углеродных нанотрубок — не сломается под весом 160 слонов или более 800 тонн. И этот самый кубический сантиметр будет весить всего 1,6 грамм.
Китайские ученые разработали новое «ультрадлинное» волокно из углеродных нанотрубок и уже запатентовали, разместив статью в журнале Nature Nanotechnology еще в мае 2018 года. Тогда она не привлекла особого внимания, но сейчас с дальнейшими экспериментами собирает все больше отзывов.
Углеродные нанотрубки — это цилиндрические молекулы, созданные из атомов углерода, которые связаны шестиугольными формами диаметром меньше одного нанометра. У них самое высокое сопротивление при растяжении — больше 300 гигапаскалей. Но для практических целей эти трубочки надо соединить воедино в форме кабеля, а это довольно трудный процесс, способный повлиять на прочность всего продукта.
Тем не менее, команда из Университета Цинхуа под руководством профессора Вей Фея говорит, что их волокно имеет сопротивление при растяжении в районе 80 гигапаскалей.
А кабели для постройки космического лифта должны выдерживать напряжение в 7 гигапаскалей, согласно исследованиям NASA, чего до сих пор еще никто не добился. Если выводы китайских ученых справедливы, то у человечества действительно появился материал для создания первого в истории космического лифта.
Но такой материал может быть использован не только в космических технологиях, но и в энергетике. Его применение в батареях способно увеличить их емкость в 40 раз, и с ним становится возможным полноценное изобретение лазерных автоматов и рейлганов.
P.S. Статья несколько сомнительна - на сколько я в курсе прочность одностенных углеродных нанотрубок была максимум 100-120 ГПа, да и любых других материалов прочнее практически нет. Есть какие то модификации микро-алмазов прочностями до 160 ГПа, а тут якобы целых 300 ГПа, да и требуемая прочность сильно зависит от плотности материала, возможно проблемы переводчика или еще что-то. Но даже приняв поправочный коэффициент за тройку получим все еще невероятные 27 ГПа. Для полноценного макроскопического волокна это по настоящему знаковый прорыв в материаловедении и технике. Если целесообразность космического лифта и под вопросом, то недооценить возможности для композитов невозможно. Если это не утка, то это сенсация.
Комментарии
.........
Кстати, там же изобрели материал с
удельным весом в 6 раз меньше воздуха.
Комментарий удален модератором
Что же касается применения, то скорее их можно применить в супермаховике так любимом проф. Гулиа. Хотя, применений масса - всем нужен сверхпрочный материал и для ракет и для скафандров и для кучи применений гораздо более близких чем космический лифт.
И тут видится лукавство китайцев - у нас есть что-то для космического лифта, который еще неизвестно когда будет, но нет для сейчас.
С другой стороны, есть штапельные ткани из резаного волокна - они мягче чем из длинного, но прочность сильно падает.
В возможности прядения сантиметрового волокна я очень сильно сомневаюсь. Скорее всего, они добавляют нанотрубки в пластик, и при вытягивании нитей нанотрубки ориентируются вдоль волокна, упрочняя его. Правда для этого нанотрубки должны быть несовершенными (иметь дефекты структуры), чтобы цепляться за пластик. Какое-то увеличение прочности это даст, но скорее доли или единицы процентов от прочности самих нанотрубок.
... сплести волокно из сантиметровых нтрубок скорее всего несложно , но вот реальные мех свойства этих самих трубок вероятно, сомнительны.
а скрепить их можно, просто склеив - тк площадь соединения, как и длина в миллионы раз больше поперечного сечения этих нтрубок, то соединение будет прочнейшим ... не говоря, что скрутка добавит, ... но ... пж про мех свойства? верю и не верю .. )
Не стоит так же сравнивать их с шелком или стекловолокном - нанотрубки во много раз более совершенны и не имеют никаких торчащих наружу функциональных групп, то есть они сверхскользкие и прилипают к чему-то хуже фторопласта.
Бумага была давно получена из нт - мех свойствами не блестала, ...
Но замеч свойства нт лишь рассчитаны мат-теор, из условия одномолекулярности, идеала.
А однослойность исчезает? при контакте нт с чем либо? ... Какой из неёё тогда может быть прок?
Теоретический предел посчитать можно посмотрев энергию связи в графите в электронвольтах, а вольты перевести в силу через дину связи.
https://ru.wikipedia.org/wiki/сверхвысокомолекулярный_полиэтилен_высокой_плотности
- ведь пуля сверхзвуком - тут абсолютно неважно, закреплена ли мишень и как прочно, она имеет массу! Т.е любая парящая в воздухе тончайшая проволочка будет очень серьёзной преградой. Тогда броник - можно слепить натуральным дерьмом эти сантиметровые нтрубки )
На практике : на кухне изготавливаем дугой из уг.электродов нтрубки, прессуем с эпоксидкой в текстолит пластины, в зазоры - ватин из нтрубок, - непробиваемый броник за час готов )
но только производители б. всё это знают отлично, ксперимент с трубками ещё чёрти когда провели, ... .... ...
Там взаимоисключающие требования - пробивной защиты и легкости.
Следовательно, надо выбирать материал отбирающий энергию/работу у пули, например, на разрывание множества молекулярных связей. Еще лучше если бы порванные связи мгновенно восстанавливались (или образовывали новые). В этом плане кевлар имеет преимущество над сверхмолекулярным полиэтиленом.
просто кучку нтрубок сантиметровых смешать - одну уже невозможно вытащить, убедитесь - смоделируйте) на дом очень гладких кабелях, ... )
«материал отбирающий энергию/работу у пули» называется «прочный» в быту )
- берите нтрубки - можете ватином, можете пропитать в текстолит -: вот «непробиваемый» броник - если только про трубки не враньё, ... ? ... ?
купить недорого можно в Новосибирске что ли, или на Али - глянув на св-ва.
но что б там было про ГПа - весьма сомнительно.
кста - смазка из мельчайших нт должна быть близка к идеалу , графитовая и есть ... )
... но я не верю в чудесность графенов ( мех свойств их ) - а вот склоняюсь к конспирологии, заговоры и «граф. аферу» - кроме меня вроде нет сомневающихся ?
цена абсолютно не останавливает в некоторых применениях - космос, ВИП-персоны, ...
а нтрубки добавляют, по уверениям в изделия - но они показывают отличные, но рядовые результаты - т.е графены в них - рекламная добавка, имхо ... (
И цена абсолютно останавливает применение, так как уголь по сравнению с трубками ничего не стоит, что означает затраты на трудоемкость, то есть время производства. Кому нужен космический корабль, который можно построить за сто лет если бросить всё?
- ... ?
уже миллиметрой, да что там - микро-метровой! длины должны запутываться в неразделимый ничем! комок - отношение длина-толщина миллион! .. - растяжимый запросто в десятки раз,
но что то подобного и близко волшебного комочка не видно ... ?
должны абсолютно также запутываться в неразделимый ничем мягчайший упругий очень, растяжимый комочек, ...
для бронежилета идеальный готовый материал : пропитать малость силиконом - гибкий получится вдобавок, негорючий, ... - БЫ : замечательНЕЙШИХ мех свойств не видим - но лишь хорошие-рядовые ... ?
многоразовость делает ещё более выгодными самые дорогие материалы - но Маск построил что-то из нт? - Нет, но из весьма похожего углеволокна, , ...
- мех.св-ва не указаны, - вероятно,, близко к углеволокну .... (
т.е деформируются, 10град. оч легко себе представить, ...
но и без этого, до этого - запутанный комок должен быть гибким и упругим .. БЫ )
И вряд ли трубки можно растянуть в десятки раз - скорее речь о десятках процентов.
Я не искал - не очень интересно.
Иногда получается хорошо, иногда плохо. Когда плохо, это значит, что через год-два или ранее, углерод нитей реструктурируется превращаясь в обычный графит, а волокна или ткань расползаются от легкого прикосновения.
Только не ожидайте чего-то сверхъестественного. Я думаю, что это будет выглядеть, как черная сыпучая пудра.
тк существуют исключительно словесные сомнительные басни , и ни одного хотя б видео - то и интереса у м нет совершенно - и бесплатно не нужен, ...
способов я готов наизобретать множество - при весьма скромном финансировании, тем более таких их совершенно макро- размеров, ... вероятно и без меня намерили уже, ... )
Когда получают синтетические волокна или пленки, то им делают вытяжку - растягивают с удлинением в несколько раз пока прочность не увеличивается до предельной. Тянущиеся нити или пленки никому не нужны.
вроде, имхо - маловероятно, ...
и сколько бы не стоило - хоть триллиард за грамм, - но производителю необходимо показать хоть этот единственный произведённый грамм! ... - и где он ?! ...
- как дециметровые будем связывать? а метровые? ; )
а соотношение длина-диам их и всего то 3мм:1000мм, а то и больше, что соответствует микронным нт, ...
Может они они сделали килограмм, а в нем нашли пару трубочек по 10 мм...
А кто-то уже пощупал и может пробовать практически что-то сделать.
Насколько я понял, - пока ничего суперского не выходит.
в сторону : не подскажите, что за газ используется счас в аэрозольных баллонах ?
глянул тож - одно расстройство, тк понадобился охлаждающий газ в ёмкости типа аэроз.баллончика.
но углекислотные огнетушители чёто слишком дороги мне попадались, ..
раздобыл баллон литровый примерно для газ воды - - но он страшен, тяжёл, видом стрёмен - больше похож на бонбу, ...
... нет ничего подходящего вроде ?
Выпускается в ампулах по 30 мл с капиллярным носиком, который обламывают примерно на половине длины и льют струйкой на больное место. Это разовая фасовка. Иногда встречаются такие же ампулы, но с клапаном, который позволяет использовать ампулу несколько раз.
Но, насколько я понял, вам требуется что-то более мощное. Раньше можно было раздобыть "сухой лед" (замерзший углекислый газ), а при большом желании и жидкий азот...
... кроме СО2 ничего нет ... ОК ..
Стальной баллончик запечатан алюминиевой пробкой, которая прокалывается стальной иглой с прорезью при применении. При этом углекислый газ поступает в резервуар с холодной водой, которая насыщается растворяющимся в ней углекислым газом. Вода при этом не охлаждается - ее требуется заранее охлаждать в холодильнике.
как и суборбитальные ракеты? Ближний космос это НЕ ВЫСОТА, это СКОРОСТЬ.
У лифта 1-я космическая скорость будет только на геостационаре (36 000 км),
всё что посмеет отделиться от лифта на НОО неминуемо рухнет на Землю.
На высоте 500 км у лифта будет скорость: 41,7 м/сек (вместо 7900 м/сек).
Кроме того любой биологический объект прибудет в лифте на геостационар,
хорошо прожаренным в поясах Ван-Аллена. Лифт - глупейшая затея.
Лифт я не одобряю - кроме радиации и падения с высоты НОО (хотя с определенной высоты орбита уже будет эпилептическая - без падения на поверхность, и пораньше ГСО - приблизительно на 23 000 км), есть еще абсолютная неустранимость проблемы что он будет мешаться любой орбитальной группировке на любой высоте где он присутствует.
Меня привлекла именно тема с волокном из нанотрубок.
- мне видится, можно )
можно двигаться побыстрее, защиту для биообъктов тащить, ... - было бы желание, да и лифт кстати )
42 м/сек это 0,5% от 1-ой космической скорости,
добавлять придётся 99,5%.
проблема - про их мех свойства - пж ! (