Взяв в руки карандаш, только подумай: ты держишь один из самых удивительных материалов на Земле. Графен представляет из себя слой из кристаллической решетки толщиной всего в один атом углерода. Если посмотреть на него сверху, можно увидеть, что его структура напоминает пчелиные соты, а атомы находятся в вершинах шестигранников. Графен практически полностью прозрачен, гибок, отлично проводит тепло и электричество, а также невероятно прочен. Именно этот материал послужил основой инновационного изобретения. О том, что же такое графеновые нанотрубки, область применения ноу-хау, мы расскажем прямо сейчас.

Открытию предшествовали десятки лет работы. Было опубликовано более 800 тыс. научных статей и получено 50 тыс. патентов. Официально совершил открытие японский ученый, Моринобу Эндо в 70-х годах XX века. Впервые промышленное производство трубок в России началось в 2014 году компанией OCSiAl. Изобретение стало выходить на рынок под брендом «TUBALL».

Что это такое

Это устройство еще называют одностенной углеродной нанотрубкой. Внешне она похожа на свернутую в трубку графеновую плоскость. Благодаря необычным физическим качествам изобретение становится универсальным аддитивом. Оно дает возможность повысить удельные характеристики 70% базовых материалов.

Графеновые нанотрубки

Алгоритм работы простой. Если внести в матрицу материала графеновую нанотрубку, которая хорошо диспергирована, то образуется трехмерная армирующая и электропроводящая сеть. Она открывает ряд новых параметров и практически не влияет на изначальный цвет и другие характеристики конечного продукта.

Есть два вида изобретения:

  • одностенное;
  • многостенное.

Они имеют разные свойства и по-разному воздействуют на материалы. Более подробно об этом в таблице:

Многостенные и одностенные нанотрубки

Свойства, о которых мы не знали

Устройство обладает целым рядом необычных полезных качеств:

  • имеет совместимость практически со всеми материалами;
  • отношение длины к диаметру – более 3 тыс. раз;
  • верхний показатель термической стабильности в вакууме – более 1500 градусов по Цельсию;
  • высокий показатель электропроводности;
  • трубка в 100 раз прочнее стали;
  • толщина стенки составляет один атом;
  • достаточного одного гр, чтобы протянуть их от Земли до Солнца и обратно
  • отличное качество – коэффициент G/D ≥ 40.

Где применяется технология

У одностенных нанотрубок несколько сфер использования. Они широко применяются при производстве литий-ионных аккумуляторов, углепластиковых материалов, а также в автомобильной промышленности.

Так, если добавить нанотрубки в кислотно-свинцовый аккумулятор, то заметно вырастет количество циклов перезарядки.

На данный момент один километр трассы «Дон» покрыли асфальтом, в составе которого есть рассматриваемая технология. В ходе испытаний раскрылось несколько интересных фактов:

  • больше, чем на 60% повысилась устойчивость к образованию колеи;
  • на 10% возросла температура размягчения;
  • практически на 70% увеличилась устойчивость к усталостному трещинообразованию.

Нельзя не отметить и сферу производства шин. На данный момент в шинах много углерода (поэтому, кстати, они черного цвета). Это делается для того, чтобы в них не скапливалось статистическое электричество. Когда мы заменим углерод незначительным количеством нанотрубок, износостойкость шин станет выше, а электропроводность останется на прежнем уровне. Кроме этого, на дорогах мы сможем увидеть шины самых разных цветов.

ПВХ‑пластизоль

Взрывоопасная среда – еще одно поле для борьбы со статистическим электричеством. Казалось бы, мукомольный завод является совершенно безопасным местом, но это не так. Здесь взвесь муки, которая находится в воздухе, может стать отличной взрывчаткой.

Добавлять изобретение можно в материал покрытия для пола и подошву обуви. Тем самым мы избежим «чирканья» по полу. Что интересно, если покрыть стеклянную бутылку или банку нанотрубками, то емкости станут в разы прочнее.

Как главная составляющая сверхточных и миниатюрных детекторов графен может совершить революцию в медицине. Также материал используется для создания гибких и прочных тачскринов нового поколения.

Нанотрубки в медицине

Почему не использовали раньше

Технологию уже называют «материалом будущего» и связывают с ней новую технологическую революцию. Но сейчас ты удивишься – уникальное изобретение – не дело рук человека. Это природная особенность. Нанотрубки были рядом с нами всегда. Они появляются в естественной среде при неполном сгорании углерода. Таким образом, если ты окажешься на выжженном поле после лесного пожара, вокруг будут тысячи тонн нанотрубок. Также следы материала нашли в дамасской стали и в древней китайской туши.

Обширность сферы применения графеновых нанотрубок впечатляет. Если их сравнивать с обычными электропроводящими добавками, например многостенными углеродными нанотрубками, углеродные волокна и практически все виды технического углерода, TUBALL гарантирует весомое повышение качеств материалов при добавлении всего 0,01–0,1%.