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纳c管是坚的 - 通过一些措施,比凯夫拉强30倍以上。因为它们只有几个原子厚Q但是,q种韧性ƈ不是特别有用。已l尝试将它们捆绑在一P但没有什么特别成功。单个纳c管通常很短Q很难让它们沿相同的方向排列。结果,q些试D束充满结构缺Pl常表现比凯夫拉差Qƈ且仅有几微米ѝ?
现在Q北京清华大学的一个小l似乎已l找C解决q些问题的方法。它能够合成长度为几厘米的纳c管Qƈ它们捆l在一起制成几乎与单个U米一样强的纤l。现在还没有旉在太I电梯上开始预订,但这工作至暗C纳c管可能最l会H破微观领域?
纳c管l装成有用纤l的最大问题是单个U米的长度。这是保持U维短小的原因,而松散的末端可能会导致削弱最l品的~陷。因此,刉更好碳U米的W一步是扑ֈ一U方法来刉更长的纳c管。这是通过UCؓ化学气相沉积的标准技术的变体完成的,其中产生U米的反应物存在于反应室的气氛中。在q种情况下,研究人员反应物以单一方向过腔室Q纳c管沿着与流动方向相同的方向生长?
q个q程产生了可延到几厘米长的纳c管体。测试显C拉伸强度ؓ120千兆帕,表明U米没有缺陗?
量韧?
“强”不完全是一个明的物理量。而且可以有不同类型的韧?- 一个强大的打击可能会容易变形,当放|在恒定的应变。在谈论诸如U维和电~之cȝ事情Ӟ相关数量UCؓ拉强度Q这是衡量在卡入之前可以施加多大力量来拉伸物体的量度?
拉强度以帕斯卡量Q与用于量化压力的单位相同。高强度钢缆可以辑ֈ大约2000兆帕。但纳c管的拉伸强度ؓ100 千兆帕斯卡,?0倍更强硬。这些数字是最大? q有一个工E抗拉强度,可以记录更典型的性能Q通常E低。例如,本文得的一个样品的拉强度?0千兆帕斯卡,但其工程拉强度?3千兆帕斯卡?
下一个问题是捆绑,但研Ih员能够用类似的Ҏ来解册个问题。他们l在U米上Ҏ动气体,但在风侧变H了腔室QŞ成了一个将U米压在一L通道。一旦压在一PUCؓ范d华力的基本化学相互作用将它们固定在一赗?
不幸的是Q它们明显比单个U米弱。随着来多的纳c管被纳入束中,失效时的拉应力下降Q在50千兆帕斯卡左右的某个位置触底Q或者低于单个纳c管强度的一半。什么地方出了错Q?
作者通过跟踪单个束的应变得到了提C。在单个U米中Q应变会累积直至子断裂Q此时应变降至零。但是对于捆l包来说Q这U紧张会建立hQ下降到一些中间层ơ,然后再开始徏设。作者的l论是,束中的纳c管没有沿着它们的长度对齐,所以有一些膨胀了一点,其他的则较短。因此,这些束攑֜压力之下会对较短的那些生压力,而较长的那些刚刚处于储备之中。当短裤出现断裂Ӟ一些较长的裤子承受了压力。从来没有一个地Ҏ个捆l分配压力?
q运的是Q这个实验也向他们展CZ如何解决q个问题。将束保持在一L力不是特别强Qƈ且应该可以在束内围绕单个U米{U而不破坏M东西。ؓ此,研究人员单地通过循环应力村ּ循环Q他们推断应该引起一些内部重排。这个过E抗拉强度恢复?0千兆?- 不是单个U米的完整强度Q但比以前好得多。这是凯夫拉强度的25倍,是现有工E纤l的5倍?
虽然作者指出,q项工作可以在“运动装备,防弹装甲Q航I天,甚至是太I电梯”中扑ֈ家园Q但我们仍然这一切很遥远。理x况下Q我们希望有一些连l的生q程Q而不是以厘米长的块合成纳c管。尽如此,q项工作q是很重要的Q因为它暗示存在一个超微米U纳c管片的世界?