Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Superwytrzymała krzemionka

Recommended Posts

W Centrum Badań Optoelektrycznych (OCR) brytyjskiego University of Southampton powstało najbardziej wytrzymałe nanowłókno krzemionkowe. Wynalazkiem już zainteresowały się liczne firmy, które chcą go wykorzystać w przemysle lotniczym, morskim i w bezpieczeństwie. Na całym świecie prowadzone są badania nad kolejnymi zastosowaniami nowego włókna.

Dotychczas najbardziej wytrzymałymi włóknami były włókna węglowe, jednak optymalną wytrzymałość uzyskują one przy długościach mierzonych w mikrometrach, co oznacza, że ich najbardziej pożądana cecha nie może być w pełni wykorzystana w większości zastosowań. Nowe włókna krzemionkowe są 15-krotnie bardziej wytrzymałe od stali, a ich teoretyczna długość może być liczona w tysiącach kilometrów.

W przypadku włókien syntetycznych bardzo ważnym jest, by uzyskać dużą wytrzymałość, a jednocześnie bardzo mały odsetek niedoskonałości i niską wagę. Zwykle, by zwiększyć wytrzymałość, konieczne jest zwiększenie średnicy, a co za tym idzie - wagi. Nasze badania wykazały jednak, że wytrzymałość włókien krzemionkowych rośnie wraz ze spadkiem średnicy, mogą być zatem bardzo lekkie. Obecnie jesteśmy jedynymi, którzy potrafią zoptymalizować wytrzymałość tych włókien - mówi doktor Gilberto Brambilla.

Nasze odkrycie może zmienić przyszłość rynku kompozytów i materiałów o najwyższej wytrzymałości oraz mieć duży wpływ na przemysł lotniczy, morski i bezpieczeństwa - dodaje.

Krzemionka i tlen, konieczne do produkcji tych nanowókien, to dwa najpowszechniej występujące pierwiastki, co oznacza, że są tanie i łatwo dostępne. Możemy produkować krzemionkowe nanowłókna całymi tonami, tak jak robimy to ze światłowodami - stwierdził drugi z autorów badań, profesor David Payne.

Krzemionkowe nanowłókna powstały po pięciu latach badań. Trochę czasu minęło, zanim się do nich przyzwyczaiłem, ale dzięki zaawansowanym urządzeniom dostępnym w OCR zauważyłem, że im są one cieńsze, tym stają się bardziej wytrzymałe. Gdy już są bardzo, bardzo cienkie, zaczynają zachowywać się odmiennie niż zwykle. Przestają być kruche i nie łamią się jak szkło. Zamiast tego stają się giętkie i łamią się jak plastik. To oznacza, że mogą wytrzymywać duże obciążenia - dodaje Brambilla.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Ale to nie jest nowy rodzaj azbestu?

Włókna mogą być długie, wiec raczej nie. Za to grafen zapowiada się na takowy. Swoją drogą ciekawe czy z tych cieniutkich, ultra-wytrzymałych włókien można być coś spleść albo utkać.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Włókna mogą być długie, wiec raczej nie. Za to grafen zapowiada się na takowy. Swoją drogą ciekawe czy z tych cieniutkich, ultra-wytrzymałych włókien można być coś spleść albo utkać.

 

Po szybkim rzucie okiem do netu, jednak zaczynam nabierać obaw:/

 

"In vivo studies of nanosilica toxicity

Along with particle size, surface area and particle number appear to be integral components contributing to the mechanisms of lung toxicity induced by nano-sized particles..."

Wyjątek z: http://www.particlea.../content/7/1/39

Share this post


Link to post
Share on other sites

Jeśli faktycznie będzie to produkcja masowa, to zrobią z tego nie ramy rowerowe, tylko samochodowe (a właściwie całe nadwozia). Wreszcie.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czy ja wiem... teraz przecież są ramy z carbonu, tytanu, magnezu, a w samochodach tylko stal. Myślę, że rynek rowerowy też skorzysta i chyba nawet szybciej.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie wiem czy przemysł stalowy nie ucierpi... Do tego trudność w naprawie karoserii, chyba że będzie zupełnie modułowa.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Bo ja wiem. Bez problemu naprawia się "strzelone" ramy tenisowe z kompozytów węglowych. Naprawy nie są doskonałe, bo rama robi się cięższa, ale poza tym nie widzę przeciwwskazań.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Nie wiem jak jest w przypadku rakiet tenisowych, ale np. w przypadku rowerów naprawione ramy faktycznie powracają do pierwotnej wytrzymałości, ale już np. absorpcja wibracji często wyraźnie się pogarsza. Wiąże się to z dwoma efektami: przerwaniem ciągłości włókien oraz zwiększeniem przekroju rurki, które powoduje jej usztywnienie (a nawet dodatkowy milimetr obwodu może mieć znaczenie przy takiej konstrukcji: http://bikemart.com/...lcrum7_11_z.jpg )

 

Teoretycznie nic nie wskazuje na to, aby takie subtelne różnice miały znaczenie w przypadku samochodów. Z drugiej jednak strony nigdy nie ma pewności, czy w wypadku nie pękła jakaś warstwa włókien poza miejscem całkowitego pęknięcia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Czyli w zasadzie się zgadzamy, wow. (:

 

Myślę, że w cywilnych samochodach będzie wystarczająco dużo "redundancji" konstrukcyjnej, żeby takie rzeczy wyszły zanim staną się niebezpieczne. Podejrzewam, że będzie też tak jak teraz: centralny element (podłoga) będzie otoczona wymiennymi "modułami", które łatwiej się gniotą i pochłaniają energię uderzenia.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Hmm, ja odkopując nieco temat powiem, że rower rowerem, samochód samochodem, a może by tak windę kosmiczną w końcu? :) Tanie, wytrzymałe, produkcja masowa, upleciona lina jest bardziej odporna na uszkodzenia niż jednolity materiał... a Wam tylko pedały w głowie :)

Share this post


Link to post
Share on other sites
Winda z krzemu... brzmi jak szklane domy ;)

Niedawno dowiedziałem się z innego artykułu na KW, że jest coś takiego jak leczenie fekaliami, to i w windę z krzemu uwierzę :)

Nie zmienia to jednak faktu, że

Gdy już są bardzo, bardzo cienkie, zaczynają zachowywać się odmiennie niż zwykle. Przestają być kruche i nie łamią się jak szkło. Zamiast tego stają się giętkie i łamią się jak plastik. To oznacza, że mogą wytrzymywać duże obciążenia - dodaje Brambilla.

... musimy się jeszcze dużo nauczyć nawet o materiałach, które znamy od tysiącleci :)

 

radar

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now

×
×
  • Create New...