Ученые создали новейший материал невероятной прочности

Этот материал по своей прочности превосходит все известные биополимерные материалы.

Ученые создали из волокон древесной целлюлозы материал, который по своей прочности превосходит все известные биополимерные материалы, в том числе паучий шелк, а также многие сплавы, в том числе некоторые марки стали.

Об этом сообщается в работе, опубликованной в журнале ACS Nano, передает newsyou.info.

Таких результатов исследователям удалось добиться, пересобрав волокна в искусственную нить.

Некоторые структурные элементы природных материалов, таких как паучий шелк или целлюлоза, демонстрируют крайне высокую прочность, но теряют свои свойства в материале. Для того, чтобы перенести эти свойства в макрообъекты, ученые разрабатывают различные методы пересборки материалов.

Группа ученых из Швеции, США и Германии под руководством Дэниела Содерберга (Daniel So?derberg) из Королевского технологического института в Стокгольме применила этот подход для создания прочного материала на основе волокон целлюлозы — одного из самых распространенных структурных элементов в растениях.

В качестве исходного материала они взяли смесь деревянных волокон норвежской ели и сосны обыкновенной и после химической обработки в несколько стадий получили суспензию из нановолокон длиной около половины микрометра, не слипающихся из-за электростатического отталкивания.

Для того чтобы выровнять все волокна относительно друг друга, исследователи воспользовались гидродинамическим выравниванием в потоке жидкости.

После такой процедуры образуется сплошная нить из практически идеально ориентированных и плотноупакованных волокон целлюлозы, скрепляемых нековалентными взаимодействиями.

Также исследователи попробовали дополнить эти силы химической сшивкой волокон с образованием ковалентных связей между ними. Это дало заметный результат — предел прочности на разрыв у такой нити составил 1,43 гигапаскаля, а для одного из образцов даже 1,57 гигапаскалей.

Для сравнения: прочность паучьего шелка составляет до 1,3 гигапаскаля, а прочность большинства марок нержавеющей стали обычно составляет несколько сотен мегапаскалей.