В течение последних 50 лет производители считали углеродное волокно материалом мечты: хотя отдельные волокна тоньше, чем прядь человеческого волоса, их можно скручивать вместе и сплавить с матричным материалом, чтобы сформировать легкий композит, который в два раза прочнее стали. как жесткий и хороший проводник тепла. И, в отличие от металлов, материал со временем не трескается. Он используется в широком спектре приложений, включая воздушные и космические корабли, автомобили, здания, медицинские устройства и спортивное оборудование.
Но у углеродного волокна есть серьезный недостаток, сказал инженер Husker Юнфэн Лу, эксперт по углеродным материалам. При экстремальных температурах, которые обычно встречаются в аэрокосмической промышленности, углеродное волокно окисляется, что означает, что оно вступает в реакцию с кислородом воздуха и горит точно так же, как дерево, когда оно сочетается с достаточным количеством тепла и кислорода. Окисление быстро снижает сказочные качества углеродного волокна, особенно его прочность.
«Одним из недостатков углеродных волокон является то, что они легко сгорают при достаточно высоких температурах и наличии кислорода», — сказал Лу, заслуженный профессор электротехники и компьютерной инженерии Лоттского университета. «Если бы мы могли сделать их негорючими, чтобы они не горели при воздействии огня, это было бы здорово».
В недавней статье, опубликованной в PNAS , команда Лу описывает важный шаг к этой цели. Он и его коллеги из Университета Небраски-Линкольна и Института химии конденсированных сред в Бордо во Франции разработали недорогой масштабируемый метод защиты углеродного волокна от окисления. Этот подход представляет собой значительное улучшение по сравнению с другими процессами антиоксидирования, которые являются трудоемкими, медленными и дорогими.
«Мы пытаемся добавить поверхностные слои, которые могут отделить углеродные волокна от кислорода, чтобы даже при высоких температурах они не сгорели», — сказал Лу. «Углеродные волокна можно использовать по-разному — их можно использовать в тканях и в частях зданий, самолетов, электронного оборудования, но если они легковоспламеняющиеся, это создает новый риск для системы и сильно ограничивает эти области применения».
Источник — 1nsk.ru.