Самый прочный неорганический материал

В 2004 году учёные из Британии и России совместно опубликовали в журнале Science пресс-релиз, в котором шла речь об удачном получении графена механическим способом. Впоследствии, графен был признан самым прочным неорганическим материалом в мире. Этот материал по структуре представляет собой двумерный кристалл из углерода. Углерод при этом собран в шестиугольную решётку толщиной в один атом.

Графен получают из высокоориентированного графита, подвергшегося термической обработке без доступа воздуха. Есть два основных метода получения графена – механический и химический.

Для получения графена механическим методом, графит в форме плоских кусков размещают между лентами скотча. После чего многократно расщепляют, до тех пор, пока слои не станут достаточно тонкими. После этой процедуры клейкую ленту с полученными плёнками графита прижимают к окисленному кремнию. Толщина полученных таким образом слоев графита в среднем составляет 10 микрометров. Поэтому полученный графен приходится искать с помощью оптического микроскопа.

Для получения графена химическим методом, графит обрабатывают смесью соляной и серной кислот. От такой обработки графит окисляется и его обрабатывают хлорангидридом серной кислоты. После этого графит обрабатывается в растворах простых эфиров специальным веществом, предназначенным для консервации металлов. В результате получает графеновую плёнку толщиной в 0,54 нанометра.

Учёные с кафедры физики Колумбийского университета провели исследование физических свойств графена. В ходе эксперимента использовались графеновые плёнки толщиной до от 10 до 20 мкм. Их помещали на кристаллическую пластину, в которой были отверстия диаметром 1-1,5 мкм. Через эти отверстия на графеновую плёнку давили алмазной иглой.

Результаты эксперимента показали, что перед разрушением частицы графена продавливаются с силой около 2,9 микроньютона на 100 нанометров. Это соответствует прочности в 55 ньютонов на метр. Таким образом, чтобы разорвать слой графена толщиной в обычную пищевую плёнку необходимо приложить силу в 20 тыс. ньютонов. Это значит, что графеновая плёнка такой толщины способна выдержать массу до двух тонн.

А самым прочным органическим материалом в мире считаются начиненные синтетическими белками органические сферы.

Игорь Сколдин, Samogo.Net