Superwytrzymała krzemionka
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.
Komentarze (16)
whiteresource, 14 stycznia 2013, 17:38
Ale to nie jest nowy rodzaj azbestu?
sig, 14 stycznia 2013, 19:15
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.
whiteresource, 14 stycznia 2013, 19:48
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
Rowerowiec, 14 stycznia 2013, 22:09
Ja chcę z tego ramę rowerową
whiteresource, 14 stycznia 2013, 22:50
Też szukam czegoś odpowiedniego na ramę
http://forum.kopalniawiedzy.pl/topic/12440-szklo-mocniejsze-od-stali/page__hl__metal__fromsearch__1
Przemek Kobel, 15 stycznia 2013, 09:22
Jeśli faktycznie będzie to produkcja masowa, to zrobią z tego nie ramy rowerowe, tylko samochodowe (a właściwie całe nadwozia). Wreszcie.
Rowerowiec, 15 stycznia 2013, 09:44
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.
Przemek Kobel, 15 stycznia 2013, 12:06
Nie chodziło mi o wykonywalność, tylko wagę zjawiska.
Rowerowiec, 15 stycznia 2013, 22:41
Nie wiem czy przemysł stalowy nie ucierpi... Do tego trudność w naprawie karoserii, chyba że będzie zupełnie modułowa.
Przemek Kobel, 16 stycznia 2013, 08:46
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.
mikroos, 16 stycznia 2013, 09:56
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.
Przemek Kobel, 16 stycznia 2013, 10:16
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.
radar, 21 stycznia 2013, 12:38
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 
mikroos, 21 stycznia 2013, 13:36
Winda z krzemu... brzmi jak szklane domy
Przemek Kobel, 21 stycznia 2013, 15:18
Pytanko jak się ta krzemionka zachowa w temperaturach orbitalnych? (ile tam mają - 400 K rozrzutu?)
radar, 21 stycznia 2013, 15:34
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
... musimy się jeszcze dużo nauczyć nawet o materiałach, które znamy od tysiącleci
radar