Высокие механические характеристики углеродных нанотрубок делают их перспективными для создания нового класса уникальных материалов. Недавно американским ученым удалось изготовить из нанотрубок сверхпрочную ткань.

В качестве исходного материала они использовали высокоориентированные многослойные нанотрубки диаметром ~ 10 нм и длиной от 70 до 300 мкм, синтезированные термокаталитическим разложением ацетилена. Массив нанотрубок высотой 245 мкм, напоминающий траву, вытягивали вручную со скоростью ~ 1 м/мин в лист площадью примерно 500 см² и поверхностной плотностью 2.7 мкг/см² (что соответствует массовой плотности материала 0.0015 г/см³). Если это делать не вручную, а с использованием механических приспособлений, то скорость вытягивания полотна становится промышленной (до 10 м/мин). Для получения полотна длиной 3 м и шириной 5 см достаточно использовать массив нанотрубок длиной 1 см и высотой 245 мкм (рис.1). Толщина полотна определяется высотой нанотрубок в массиве: для массива нанотрубок высотой 245 мкм толщина составляет 18 мкм. Два полотна, соединенные вместе, легко удерживают каплю воды, масса которой в 50000 раз превышает массу материала, находящегося в контакте с каплей. Существенное повышение массовой плотности полотна достигается при его погружении в жидкость (например, этанол) и просушивания. При испарении жидкости под действием сил поверхностного натяжения полотно сжимается до толщины порядка 50 нм (что соответствует массовой плотности 0.5 г/см³).

Измерения показывают, что уплотненное полотно из углеродных нанотрубок обладает высокой прозрачностью по отношению к видимому и ИК излучению. Прозрачность возрастает с увеличением длины волны излучения и достигает 90 % для длин волн излучения больше 1 мкм. При прохождении через полотно излучение приобретает поляризацию, степень которой составляет 0.71 для длины волны 500 нм и 0.74 для длины волны 780 нм. Удельное электрическое сопротивление такого полотна составляет порядка 10 кОм/см². Сочетание высокой прозрачности и хорошей электропроводности делает полотно из нанотрубок перспективным для применения в мониторах, видеомагнитофонах, солнечных батареях и твердотельных источниках света.

Наряду с высокими оптическими и электрическими характеристиками, полотно из нанотрубок обладает рекордными механическими свойствами. Так, удельная прочность на растяжение полотна, составленного из 18 слоев, достигает величины 465 МПа/(г/см³). Это существенно превосходит соответствующие параметры сверхпрочной стали (125 МПа/(г/см³) и алюминиевых сплавов (250 МПа/(г/см³).

Источник информации -заметка А.В.Елецкого в бюллетене ПерсТ, выпуск 17 за 2005 г.