{"id":2873,"date":"2010-05-06T21:30:24","date_gmt":"2010-05-06T18:30:24","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=2873"},"modified":"2010-06-28T12:55:25","modified_gmt":"2010-06-28T09:55:25","slug":"grafeen-tugevamate-ja-purunemiskindlama-te-materjalide-valmistamisel-susinik-nanotorudest-etem","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=2873","title":{"rendered":"Grafeen tugevamate ja purunemiskindlamate materjalide valmistamisel s\u00fcsinik-nanotorudest etem"},"content":{"rendered":"

Kolm hiljutist Rensselaeri Pol\u00fctehnilises Instituudis<\/em> tehtud uurimust\u00f6\u00f6d n\u00e4itavad miks on grafeen praegustest nanomaterjalidest just parim materjal tugevdamaks sulameid k\u00f5iges:\u00a0alates tuuleturbiinidest\u00a0kuni lennukite tiibadeni v\u00e4lja.<\/strong><\/p>\n

\"\"<\/a>

Uue uurimust\u00f6\u00f6 kohaselt on grafeen s\u00fcsinik-nanotorudest ja muudest nanoosakestest epoks\u00fc\u00fcd-komposiitmaterjalide tugevuse ning mehaaniliste omaduste parandamiseks parim. Pildil grafeenlehekesed, mille Koratkari t\u00f6\u00f6grupp eraldas grafiidit\u00fckilt.<\/p><\/div>\n

Grafeeni sisaldavad metallisulamid on v\u00f5rreldes s\u00fcsinik-nanotorusid v\u00f5i muid nanoosakesi sisaldavatest\u00a0sulamitest\u00a0tugevamad, j\u00e4igemad ning v\u00e4hem altid murduma. See t\u00e4hendab et grafeeni\u00a0v\u00f5imaldaks luua\u00a0nanokomposiitmaterjalide j\u00e4rgmise generatsiooni.<\/p>\n

,,Ma olen t\u00f6\u00f6tanud nanokomposiitmaterjalidega ligi 10 aastat ning materjali mehaaniliste omaduste seisukohast on grafeen parim valik,” s\u00f5nas Nikhil Koratkar<\/strong>, \u00fcks uurimuse l\u00e4biviijaid. ,,Kandes oma erakordse tugevuse ning mehaanilised omadused \u00fcle antud materjali\u00a0\u00fcletab grafeen kaugelt s\u00fcsinik-nanotorude v\u00f5i muude kasutatavate nano-t\u00e4itematerjalide eelised.”<\/p>\n

Koratkari uurimust\u00f6\u00f6de artiklid ilmusid ajakirjades Small<\/em>, ACS Nano<\/em> ning Applied Physical Letters<\/em>.<\/p>\n

K\u00f5rgtehnoloogilisi komposiitmaterjale kasutatakse \u00fcha enam v\u00f5tmekomponendina tuuleveskite labade, lennukite ning k\u00f5ige muu valmistamisel, kus t\u00e4htis on materjalide kergus ning tugevus. Epoks\u00fc\u00fcd-komposiitmaterjalid on erakordselt kerged, kuid samas ka kergeltpurunevad ning haprad. Koratkar koos kolleegidega pani sellistesse materjalidesse grafeeni\u00a0t\u00fckke v\u00f5i lehekesi. Iga selline kogum on vaid m\u00f5ne nanomeetri paksune. Samuti panid teadlased epoks\u00fc\u00fcd-komposiitmaterjalidesse s\u00fcsinik-nanotorusid.<\/p>\n

Grafeeni sisaldavad materjalid andsid aga k\u00f5vasti paremaid tulemusi. Lisades grafeeni vaid o,1%\u00a0 suuruses koguse materjali kaalust\u00a0suurendas materjali tugevust ning j\u00e4ikust sama palju kui seda oleks teinud s\u00fcsinik-nanotortude lisamine 1% suuruses koguses. Samuti t\u00f5stis grafeeni lisamine komposiiti selle vastupanuv\u00f5imet materjali v\u00e4simusest tekkivate pragude levikule tavalisega v\u00f5rreldes kaks korda.<\/p>\n

Kuigi grafeen ning s\u00fcsinik-nanotorud on oma keemilise koostise ning mehaaniliste omaduste poolest peaaegu identsed on grafeen oma omaduste materjalile \u00fclekandmise v\u00f5ime poolest kordades parem.<\/p>\n

,,Nanotorud on erakordselt tugevad, kuid nende mehaanilised omadused on kasutud kui need ei kandu \u00fcle komposiitmaterjalile,” seletas Koratkar. ,,Ahel on vaid nii tugev kui tugev on selle n\u00f5rgim l\u00fcli. Ning kui see l\u00fcli on nanotoru ning pol\u00fcmeeri vahel, siis see m\u00e4\u00e4rabki materjali \u00fcle\u00fcldised mehaanilised omadused. Ei loe kui tugevad v\u00f5i j\u00e4igad antud nanotorud on, kui \u00fchendus pol\u00fcmeeriga on n\u00f5rk siis annab see kergesti j\u00e4rele.”<\/p>\n

Koratkari s\u00f5nul on grafeenil s\u00fcsinik-nanotorude ees 3 eelist. Esiteks grafeeni krobeline ja kortsuline pind, mida p\u00f5hjustab pinnadefektide suur hulk. Need defektid tekivad Rensselaeri teadlaste kasutatud soojusliku kihtkoorumismeetodi t\u00f5ttu, mida on vaja grafiidist suuremas koguses grafeeni eraldamisel. Need ‘kortsulised’ pinnad sidestuvad erakordselt h\u00e4sti seda \u00fcmbritseva pol\u00fcmeeri pinnaga, mis aitab suurendada pindadevahelise kandev\u00f5ime \u00fchtlast jagunemist.<\/p>\n

Teiseks eeliseks on grafeeni pindmine kiht. \u00d5hukese plaadina on grafeen v\u00f5rreldes s\u00fcsinik-nanotorudega pol\u00fcmeermaterjaliga palju suuremas kontaktis. Seda seet\u00f5ttu et pol\u00fcmeeri ahelad ei suuda nanotorude sisemusse tungida, kuid nii grafeenplaadi pealmine kui ka alumine k\u00fclg on pol\u00fcmeermaterjaliga tihedas kontaktis.<\/p>\n

Kolmandaks eeliseks on geomeetria. Kui mikrom\u00f5rad komposiitmaterjalides j\u00f5uavad kahedimensionaalse grafeenlehekeseni siis nende trajektoor k\u00f5verdub v\u00f5i on need sunnitud kalduma ning \u00fcmber plaadi minema. See protsess aitab m\u00f5ra tekke p\u00f5hjustanud energial neelduda. V\u00f5rreldes s\u00fcsinik-nanotorudega on see omadus kahedimensionaalsetel plaadikestel palju efektiivsem.<\/p>\n

Atmosf\u00e4\u00e4ri- ja kosmose- ning tuuleenergiat\u00f6\u00f6stused otsivad pidevalt uusi materjale\u00a0tugevamate ja vastupidavamate rootorite ning tuuleturbiinide labade valmistamiseks.\u00a0Grafeen on selleks paljut\u00f5otav materjal sest seda saab valmistada grafiidist, mis on suurtes kogustes ja mitte eriti kalli hinnaga saadaval, mist\u00f5ttu grafeeni masstootmine saaks olema palju v\u00e4hem kulukas kui n\u00e4iteks nanotorude valmistamine.<\/p>\n

Artiklite kaasautoriteks olid Mohammed A. Rafiee<\/strong>, Javad Rafiee<\/strong>, Iti Srivastava<\/strong> ning professor Zhong-Zhen Yu<\/strong> uurimisgrupp Pekingi Keemiatehnoloogia \u00dclikoolist<\/strong>.<\/p>\n

Allikas<\/a><\/p>\n

Lisaks:<\/strong><\/p>\n

Teadusartikkel 1<\/a> “Enhanced Mechanical Properties of Nanocomposites at Low Graphene Content”<\/p>\n

Teadusartikkel 2<\/a> “Fracture and Fatigue in Graphene Nanocomposites”<\/p>\n

Teadusartikkel 3<\/a> “Buckling Resistant Graphene Nanocomposites”<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Kolm hiljutist Rensselaeri Pol\u00fctehnilises Instituudis tehtud uurimust\u00f6\u00f6d n\u00e4itavad miks on grafeen praegustest nanomaterjalidest just parim materjal tugevdamaks sulameid k\u00f5iges:\u00a0alates tuuleturbiinidest\u00a0kuni lennukite tiibadeni v\u00e4lja. Grafeeni sisaldavad metallisulamid on v\u00f5rreldes s\u00fcsinik-nanotorusid v\u00f5i muid nanoosakesi sisaldavatest\u00a0sulamitest\u00a0tugevamad, j\u00e4igemad ning v\u00e4hem altid murduma. See t\u00e4hendab et grafeeni\u00a0v\u00f5imaldaks luua\u00a0nanokomposiitmaterjalide j\u00e4rgmise generatsiooni. ,,Ma olen t\u00f6\u00f6tanud nanokomposiitmaterjalidega ligi 10 aastat ning materjali mehaaniliste […]<\/p>\n","protected":false},"author":32,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[31,16],"tags":[45],"class_list":{"0":"post-2873","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","6":"category-rakenduslik-teadus","7":"category-teadusuudis","8":"tag-grafeengrafaan","9":"entry","10":"has-post-thumbnail"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2873","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/32"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=2873"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/2873\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=2873"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=2873"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=2873"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}