графен прочность

Ответ от Ѓженок[гуру]
Физикам впервые удалось измерить механические свойства самой новой, хоть и очень давно предсказанной модификации углерода — графена. Первые результаты подтвердили теоретические предсказания о необыкновенной прочности материала.
Фото: Columbia University
Графен – разновидность (аллотропная модификация) углерода. Это плоский монослой, состоящий из углеродных циклов, имеющий внешнее сходство с сотами. Задолго до получения графена (в 2004 году) ученые сделали множество теоретических предсказаний об уникальных физических свойствах углеродных монослоев. В том числе и об уникальных механических свойствах.
На практике же трудности с изучением графена возникают на каждом шагу.
Получить монослой достаточно большого размера без дефектов очень сложно, идеальный графен при любой температуре образует трехмерные структуры (нанотрубки) .
Тем не менее сотруднкиам Колумбийского университета (Columbia University) удалось подготовить образцы для исследования. Монослои, не имевшие дефектов, помещали на кремниевую подложку с отверстием и продавливали алмазной иглой атомно-силового микроскопа. Удалось получить результаты 67 измерений для 23 образцов, на основании которых ученые получили данные об основных механических свойствах материала.
Модуль Юнга (E) оказался равен 1 терапаскалю. Для сравнения, у вольфрама эта величина составляет примерно 0,4 терапаскаля, а у различных видов сталей – 0,2. Предел же текучести (σ) оказался равен 130 гигапаскалей. Эта величина характеризует величину нагрузки, при которой деформация становится необратимой.
По заявлениям самих ученых, этот материал – самый прочный из известных. Американские военные уже требуют внедрения сверхпрочного материала. А вот как скоро его удастся использовать для практических целей, да и произойдет ли это в принципе – покажет время. Потому что все ура-восклицания по поводу изготовления материалов из графена основаны на ложных предпосылках. Например, в пресс-релизе указано, что «если создать слой графена толщиной с обычную пищевую пленку, то он выдержит слона, стоящего на карандаше». Естественно, это невозможно, потому что графен, по определению, монослой. А наслоение монослоев графена приводит к образованию графита. Который такими уникальными свойствами отнюдь не славен.
Тем не менее сами по себе результаты работы очень важны для фундаментальной науки и опубликованы в журнале Science 18 июля.
Источник: