Нанотехнологии
Википедия
Нанотехнологии
Нанотехнология представляет собой междисциплинарную область прикладной и фундаментальной науки и техники, которая имеет дело с совокупностью теоретическог... читать далее »
Новости Нанотехнологий
12.10.2013 09:01

Примесь графеновых нанолент в полимере не даст газу убегать из баков и бутылок. Нанотехнологии.

Примесь графеновых нанолент в полимере не даст газу убегать из баков и бутылок
Джеймс Тур (James Tour), химик из Университета Райса, научился делать полимеры практически непроницаемыми для сжатого газа.

 Теперь баки и цистерны можно будет делать не только из металла, а из куда более легких пластмасс. Больше всего пользы это открытие принесет автопрому: все больше моделей машин переводят на газовое топливо (из-за его дешевизны). Пригодится оно и в тароупаковочном производстве.

Добавив модифицированные графеновые наноленты толщиной в один атом к термопластичному полиуретану, ученые в тысячу раз усложнили «пути побега» для молекул газа – а всё благодаря равномерному распределению нанолент по материалу.
Лучше всего путь газу преградил бы прочный лист графена – но мы пока не научились производит его в таких объемах. Другое дело – графеновые наноленты. Революционная техника «застежки-молнии», превращающая многослойные углеродные нанотрубки в наноленты, была представлена Туром в журнале Nature четыре года назад. И она уже запатентована для выпуска в промышленных масштабах. «Их изготавливают в виде крупных кусков. Этого достаточно для удешевления контейнеров, выпускаемых по новой технологии», - говорит Тур.
Исследователи во главе с аспирантом Чаньшэнем Сяном (Changsheng Xiang) получили тонкие плёнки композитного материала путем отливки нанолент из раствора. Наноленты обрабатываются гексадеканом и термопластичным полиуретаном – блочным сополимером полиуретана, сочетающим твердое и мягкое вещество. Обработанные наноленты составляют меньше 0,5% от общего веса композита (см. илл. 2). Но эти структуры, толщиной всего в 200-300 нанометров, распределяются настолько равномерно, что в удерживании молекул газа они почти так же эффективны, как и крупнолистовой графен. А геометрия нанолент даже лучше подходит для переработки в композиты, чем обычные листы графена.
Разработчики протестировали пленки: к одной стороне был подан азот под давлением, к другой – вакуум. У пленок без нанолент давление упало до нуля примерно через 100 секунд – весь азот «убежал» в вакуумную камеру. В пленках же с графеновыми нанолентами (0,5%) давление оставалось на одном уровне более 1000 секунд, а потом, за следующие 18 часов, упало очень ненамного. Проверки на напряжение и деформацию также показали, что 0,5%-ное содержание оптимально для усиление графена.

Примесь графеновых нанолент в полимере не даст газу убегать из баков и бутылок


«Идея в том, чтобы увеличить прочность цистерны и сделать ее непроницаемой для газа… Железные баки для сжатого природного газа недопустимо тяжелы для массового использования в автомобильной промышленности», - рассказывает Тур.
Материал также решить некоторые давние проблемы упаковочной промышленности. «Помните, когда вы были маленькими, вам дарили шарики, которые на следующий день сдувались? Причина в том, что молекулы газа просачиваются сквозь резину и пластмассу. Инженерам потребовались многие годы, чтобы создать качественные пластмассовые бутылки для газировки. Пока они не сообразили, как модифицировать пластик, чтобы тот не пропускал пузырьки углекислого газа, газированные напитки можно было разливать только по стеклянным бутылкам. И всё равно бутилированная газировка выдыхается через несколько месяцев».
«С пивом – обратная проблема, даже более серьезная. Молекулы кислорода просачиваются сквозь пластик, и пиво скисает. Бутылки из нового материала помогут сохранить свежесть напитка на долгое время», - рассказывает Тур.
Новое исследование представлено на страницах журнала Американского химического общества ACS Nano.




Источник

© WIKI.RU, 2008–2017 г. Все права защищены.