​Среди основных достоинств технологии, развиваемой сотрудниками Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН — низкая стоимость получаемых структур и возможность придавать им различные функциональные свойства.

Одно из основных применений углеродных композитов — аэрокосмическая отрасль. Уже сейчас они широко используются в последних моделях самолетов Boeing и Airbus, поскольку обладают не только высокой стойкостью, но и очень низкой массой — в два раза меньше, чем у титана. По прочности на разрыв вдоль нитей углеродные волокна превосходят сталь, однако поперек волокон значение этого параметра не очень высоко, и из-за большой нагрузки на проблемные места могут произойти лавинообразные разрушения внутри армированного композита. Чтобы этого не случилось, научный сотрудник ИК СО РАН кандидат химических наук Сергей Иванович Мосеенков предлагает вводить в тот или иной многокомпонентный материал углеродные нанотрубки — это позволит значительно повысить его устойчивость. 

Для каждого конкретного композита специалистам необходимо разработать свои способы напыления нанотрубок, обладающих разными характеристиками — например, способностью защищать от механических повреждений или ультрафиолетового излучения. Ученые ИК СО РАН в состоянии получать структуры с различным диаметром — от 7 до 18 нанометров, а затем придавать им нужные свойства, что позволяет выбрать наилучший вариант по соотношению прочности, цены и качества. В разработанном в институте реакторе можно сделать около 5 кг нанотрубок в сутки. В среднем, стоимость изготовления одного килограмма этого специфического изделия на этапе опытного производства составляет около 20 000 рублей — дешевле зарубежных и российских коммерческих аналогов, чья цена может достигать 1000 долларов за килограмм.
 
Прежде чем вводить нанотрубки в композит, из них необходимо получить суспензию и внимательно следить за тем, чтобы они не образовывали комков размером до нескольких десятков микрон. Избежать этого эффекта можно с помощью ультразвука и специальных растворителей, позволяющих ученым разделить и стабилизировать трубки внутри смеси, которая затем вводится в нужный материал. Как отмечает Сергей Мосеенков, при запуске технологии в промышленных масштабах от использования дополнительных веществ придется отказаться, так как это очень удорожает производство — появляется много жидких отходов, нуждающихся в утилизации. Поэтому в ИК СО РАН активно ведут поиски других эффективных методов смешения.
 
Сергей Мосеенков и его коллеги провели много работ по получению различных композитов — оргстекла, полистирола, полиэтилена, полипропилена, эпоксидных смол, а сейчас  намерены заняться созданием новых видов полиуретана и электропроводящей керамики. Также ученые работают над укреплением химических связей внутри композиционного материала, чтобы нанотрубку было как можно труднее оторвать от волокна.

Похожие новости

  • 24/04/2018

    Как сделать жилье более доступным и экологичным?

    ​​Дом - это что-то теплое, уютное и, на первый взгляд - очень консервативное. Но на самом деле и строительство попевает за техническим прогрессом. Как сделать жилье более доступным, дешевым, экологичным? Мы создали краткий обзор тенденций и технологий будущего, которые появляются уже сейчас.
    1165
  • 20/12/2016

    В ИК СО РАН разработали способ каталитической утилизации осадков сточных вод

    ​В Институте катализа СО РАН впервые разработан метод каталитической утилизации иловых осадков коммунальных сточных вод – одного из наиболее требовательных и сложных в утилизации видов отходов – с одновременной выработкой энергии для местного теплоснабжения.
    1820
  • 29/04/2019

    Команда российских ученых выдвинула гипотезу о существовании жизни на Венере

    Ученые из Института космических исследований РАН, Института катализа имени Г. К. Борескова СО РАН и НГУ выдвинули гипотезу о существовании жизни на Венере. К таким выводам исследователей привела новая обработка панорамных изображений поверхности Венеры, полученных советскими аппаратами «Венера-9», «Венера-10», «Венера-13» и «Венера-14» в 1975—1982 годах.
    841
  • 19/09/2017

    Углеводороды будут главными энергоносителями для автомобилей до 2050 года

    ​Углеводороды будут доминировать в качестве энергоносителей для большинства видов транспортных средств как минимум до 2050-х годов. Такой прогноз озвучил на шестом международном энергетическом форуме в Лионе научный руководитель Института катализа Сибирского отделения РАН, лауреат премии "Глобальная энергия-2016" Валентин Пармон.
    1087
  • 15/04/2019

    Новосибирские ученые исследуют управление атомами наночастиц для улучшения производства полиэтилена

    ​Ученые Института катализа Сибирского отделения Российской академии наук (РАН) в рамках гранта РНФ (Российский научный фонд) изучат управление атомами наночастиц, что позволит улучшить промышленную технологию получения крупнотоннажных полимеров, в том числе полистирола и полиэтилена, сообщил ТАСС заведующий лабораторией перспективных синхротронных методов исследования Института катализа СО РАН Ян Зубавичус.
    1112
  • 14/08/2019

    Новосибирские учёные придумали, как накопить энергию солнца на холодный сезон

    ​Сотрудники Института катализа им. Г. К. Борескова СО РАН создали селективные сорбенты воды для европейской установки SWSHeating, которая будет летом накапливать солнечное тепло для того, чтобы обогревать им здание зимой.
    257
  • 20/02/2017

    Новосибирские ученые предлагают недорогой способ утилизации отходов канализации

    ​Утилизировать отходы сточных вод с помощью катализаторов предложили новосибирские ученые. Обычно иловые осадки складируют на специальных полигонах или сжигают с применением песка. Это затратно и неэкологично.
    1652
  • 23/10/2017

    Что нужно для развития химической отрасли

    ​Развитие химической отрасли немыслимо без инноваций, поэтому особое значение приобретает трансфер современных технологий. Еще лет пятнадцать назад в случае необходимости в том или ином продукте о подобной проблеме не задумывались, и нужная продукция просто импортировалась.
    1105
  • 08/12/2016

    Новосибирские химики производят уникальные композитные материалы для сжигания топлива

    ​Специалисты Новосибирского государственного университета и институтов СО РАН создают керамометаллические композитные матрицы на основе порошка алюминия, его оксида и сплавов. Эти уже успешно испытанные материалы обладают уникальными характеристиками, в частности, высокой теплопроводностью, и используются для структурированных катализаторов процессов сжигания и трансформации топлив.
    2578
  • 24/11/2017

    Юрий Аристов: суровый климат России может стать ее конкурентным преимуществом

    ​Альтернативная энергетика подразумевает возможность получать тепло и энергию из того, чего много: где-то хватает солнечных дней, где-то — ветра, а чего предостаточно в Сибири? Правильно, холода. Учёные из Института катализа им.
    1481