Профессор университета штата Мичиган (США) Николас Котов (Nicholas Kotov) и его сотрудники опубликовали сегодня в журнале Science статью с описанием нанокомпозиционного слоистого прозрачного материала, имеющего при этом прочность, близкую к показателям кевлара.
Материал формируется из отдельных пластинок алюмосиликатного минерала толщиной всего в несколько нанометров, при этом образуется нечто похожее на стенку с кирпичной кладкой - отдельные пластинки полимера скрепляются раствором поливинилового спирта.
В новом материале удалось решить давнюю проблему - наноструктуры сами по себе чрезвычайно прочны, но композиционные материалы макроскопических размеров хрупки и неустойчивы.
Американские ученые создали также прототип устройства, которое будет использовано для производства прозрачного композита. На стеклянную подложку сначала наносят поливиниловый спирт, в который затем вносят дисперсию неорганического минерального вещества. Образующийся слой высушивают, после чего на его поверхность наносят снова поливиниловый спирт и дисперсию минералов. В ходе экспериментов наносили до 300 слоев, при этом образовывалась пленка с толщиной, как у обычной пластиковой упаковки.
Аналогичная многослойная структура наблюдается в природе при формировании раковин у моллюсков. Профессор Котов считает, что прочность нового материала объясняется несколькими причинами. В каждом слое есть несколько минеральных частиц, которые расположены упорядоченным образом, а следующий слой не повторяет этого расположения, поэтому возникшие трещины не распространяются по всему материалу.
Другое важное обстоятельство - сильное взаимодействие между отдельными слоями на основе водородных связей, которые по своему характеру могут менять направление при внешних напряжения. Котов сравнивает подобную связь с застежкой на липучках.
Разработчики намерены предложить свое изобретение создателям материалов для защиты личного состава армии. Пригодятся они и в самолетостроении, для создания различных медицинских приборов и датчиков, в различных микроэлектронных устройствах, сообщает пресс-релиз американского университета.
