Кремниевые волокна в 15 раз прочнее стали

16.01.2013

Ученые из Optoelectronics Research Centre разработали технологию создания кремниевых нановолокон в 15 раз прочнее стали. При этом их можно изготавливать очень длинными - теоретически до тысяч километров. Новая технология уже заинтересовала много компаний по всему миру, прежде всего в авиационной и судостроительных областях, где есть необходимость в легких и прочных композитах.

Нановолокна привлекают внимание своей чрезвычайной прочностью. Свойства материала на наноуровне сильно отличаются от макроскопических образцов - некоторые кристаллических материалы в виде нановолокон показывают прочность на растяжение свыше 10 ГПа. До сих пор удавалось изготовить кристаллические нановолокна длиной лишь нескольких миллиметров. Более длинные волокна имеют множество дефектов, которые снижают их прочность.

Ученые из Optoelectronics Research Centre обратили внимание на нановолокна из диоксида кремния, прочность которых в меньшей степени зависит от одиночных дефектов. Фактически это обычное стекловолокно, только выполненное на наноуровне, что позволило резко повысить их прочность.

Эксперименты показали, что нановолокна из диоксида кремния в 15 раз прочнее высокопрочной стали и в 10 раз прочнее волокон обычного стеклопластика. В перспективе это позволит уменьшить вес композитных материалов при сохранении их прочности. Интересно, что новые нановолокна при уменьшении диаметра становятся только прочнее. Также нужно отметить, что сырье для их изготовления - это кремний и кислород, которые являются очень распространенными элементами земной коры. Кроме того, нановолокона диоксида кремния можно производить тоннами, как обычное оптическое волокно, которое сегодня широко применяется в коммуникационных технологиях.

Новый вид волокон может изменить будущее композиционных материалов: нановолокна позволят сделать прочнее и легче самолеты, вертолеты, катера и т.д.

<< Назад: Мощные SoC-процессоры AMD 16.01.2013

>> Вперед: Кареглазым доверяют больше 15.01.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Получение кислорода из лунного грунта 07.03.2026

Освоение Луны требует решения множества задач, связанных с обеспечением жизнедеятельности и функционированием оборудования в условиях ограниченных ресурсов. Одной из ключевых проблем является доставка кислорода с Земли, что значительно увеличивает стоимость и сложность космических миссий. Новые технологии позволяют получать кислород непосредственно на поверхности Луны, открывая путь к автономным и долговременным экспедициям. В центре исследований NASA находится метод извлечения кислорода из лунного реголита - рыхлого слоя измельченных пород, покрывающего поверхность спутника. Реголит содержит значительное количество окислов, включая окись железа и диоксид кремния, которые являются потенциальным источником кислорода. По оценкам специалистов, до 40% массы реголита приходится на химически связанный кислород. Ключевым элементом технологии является электролиз расплавленного реголита. Процесс предполагает пропускание электрического тока через сильно нагретый материал, что приводит к вы ...>>

Летающая электростанция S2000 07.03.2026

Развитие возобновляемой энергетики заставляет инженеров искать новые способы использования природных ресурсов. Одним из самых перспективных направлений остается ветровая энергия, однако традиционные наземные турбины имеют ряд ограничений. Их мощность зависит от условий у поверхности земли, а для установки таких установок требуется значительное пространство. Поэтому исследователи все чаще обращают внимание на более высокие слои атмосферы, где воздушные потоки значительно сильнее и стабильнее. Именно эту идею воплощает экспериментальная система S2000 - первая в мире летающая электростанция, предназначенная для выработки электроэнергии на большой высоте. Недавно в китайской провинции Сычуань был зафиксирован подъем необычного аппарата, внешне напоминающего дирижабль из научно-фантастических фильмов. На самом деле это высокотехнологичная энергетическая установка, способная улавливать энергию ветра примерно на высоте двух километров. Испытания проводились в городе Ибинь. Там инженеры ...>>

Газированная вода помогает поддерживать концентрацию геймеров 06.03.2026

Современный киберспорт требует от игроков не только быстрой реакции, но и способности долго сохранять высокий уровень концентрации. Во время продолжительных игровых сессий мозг испытывает значительную когнитивную нагрузку, что со временем приводит к утомлению и снижению точности принимаемых решений. Поэтому исследователи все чаще изучают способы поддержания внимания без использования сильных стимуляторов, таких как кофеин или сахар. Как выяснила команда ученызх в составе Шиона Такахаши, Ватара Косуги, Сейичи Мизуно и Такаши Мацуи, неожиданным помощником в поддержании концентрации может оказаться обычная несладкая газированная вода. Результаты их исследования показали, что сильно карбонизированная вода способна помогать геймерам сохранять ментальный фокус во время длительных игровых сессий. Примерно через три часа непрерывной игры у многих участников начинает проявляться так называемая когнитивная усталость. Она выражается в замедлении реакции, снижении точности решений и общем ос ...>>

Портативная клавиатура Keychron 06.03.2026

Компания Keychron представила новую компактную клавиатуру Keychron B11 Pro, которая складывается пополам и благодаря этому занимает минимум места при транспортировке. В сложенном состоянии устройство без труда помещается в сумке, что делает его удобным аксессуаром для мобильной работы. При этом разработчики постарались сохранить полноценный комфорт набора текста, характерный для более крупных клавиатур. Особенностью устройства стала так называемая плоская компоновка Alice. В отличие от традиционных прямых клавиатур, в этой конструкции блоки клавиш слегка разделены и развернуты под небольшим углом. Такое расположение позволяет рукам занимать более естественное положение во время набора текста, благодаря чему уменьшается нагрузка на запястья при продолжительной работе. При этом раскладка остается привычной, поэтому пользователям не требуется долго привыкать к новому устройству. Клавиатура совместима с операционными системами MacOS, Windows и Linux. Инженеры предусмотрели оригинальн ...>>

Разная динамика старения братьев и сестер 05.03.2026

Вопрос о том, почему люди стареют с разной скоростью, давно интересует ученых. Одни сохраняют здоровье и активность до глубокой старости, тогда как у других возрастные изменения проявляются значительно раньше. Особенно любопытной эта проблема становится, когда речь идет о родных братьях и сестрах, которые имеют схожую наследственность и выросли в одной семье, но со временем начинают заметно отличаться по состоянию здоровья и темпам старения. Исследования немецких ученых показывают, что даже близкие родственники могут стареть по-разному, и объясняется это не только различиями в образе жизни. По их оценкам, примерно 55% процессов старения определяется наследственными факторами. Остальная часть зависит от внешних условий, включая питание, уровень физической активности, степень стресса и общие условия жизни. Особенно показателен пример однояйцевых близнецов, генетический набор которых почти полностью совпадает. Несмотря на это, если такие люди живут в разных условиях, их биологически ...>>

Случайная новость из Архива Черный кремний для эффективных солнечных панелей 20.10.2012 Солнечные панели преобразуют в электричество только три четверти энергии солнечных лучей. Таким образом, к изначально невысокому КПД добавляется еще и потеря всей инфракрасной части спектра, что является недопустимым расточительством. Ученые из Института Фраунгофера разработали новый материал для солнечных ячеек, который улавливает и инфракрасный свет. Материал под названием черный кремний очень перспективен, и недавно немецким ученым удалось удвоить эффективность солнечных ячеек на его основе. Из-за того, что четверть энергии солнечных лучей солнечные панели попросту не могут превратить в электричество, не только теряется энергия, но и происходит нагрев солнечных панелей, что снижает их срок службы и еще больше уменьшает КПД. Одним из способов преодоления этой проблемы является использование черного кремния, материала, который поглощает почти весь солнечный свет, в том числе инфракрасное излучение, и преобразует его в электричество. Черный кремний получают путем облучения стандартного кремния фемтосекундными лазерными импульсами в газовой среде, содержащей серу. В ходе данного процесса атомы серы присоединяются к атомной решетке кремния. В обычном кремнии инфракрасному свету не хватает энергии для возбуждения электронов и преобразования их в электричество. Это как высокая стена, которую нельзя преодолеет одним прыжком. Но благодаря включению атомов серы черный кремний образует своего рода промежуточные уровни, которые облегчают "перескакивание" электронов. Изменяя параметры лазерного импульса, ученые смогли изменить высоту промежуточных уровней и увеличить отдачу электронов до максимального уровня. Первоначально разработчики планируют просто добавлять ячейки из черного кремния в обычные солнечные панели. Ячейки-тандемы из обычного и черного кремния будут всего на пару процентов эффективнее обычных, но зато таким образом можно модернизировать большое количество существующих солнечных панелей, что даст хороший прирост энергии. В перспективе черный кремний можно будет использовать как основной материал для изготовления солнечных панелей, хотя для этого потребуется разработка специальных автоматических лазерных установок.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026