1 Августа 2017
МОСКВА, 1 августа Физики из России нашли объяснение тому, почему добавление графена в некоторые полимеры заставляет их вырабатывать электричество при сжатии и растягивании, и нашли прием улучшить их качества, извещает пресс-служба Института математических проблем биологии РАН.
Графен представляет собой одиночный слой атомов углерода, соединенных между собой структурой химических связей, напоминающих по своей геометрии архитектуру пчелиных сот. Он различествует высокой прочностью и уникальными электронными свойствами. За создание графена выходцам из России Константину Новоселову и Андрею Гейму была присуждена Нобелевская премия 2010 года по физике.
Как отмечают Владимир Быстров из Института математических проблем биологии РАН и его коллеги, одним из самых необычных свойств графена является то, что добавление микрочастиц из этого нобелевского материала дерзкого меняет свойства многих полимеров, превращая их в материалы, способные преобразовать механические колебания в электрический ток.
Феномен возникновения электрического тока при сжатии или механической деформации определенных материалов, так называемый пьезоэлектрический спецэффект, был открыт в конце 19 века французскими физиками Жаком и Пьером Кюри. За последующие полтора века данное свойство нашло свое применение как в быту в виде источника напряжения в зажигалках и чувствительного элемента в микрофонах, так и в науке, где пьезоэлектрический эффект используется для сверхточного манипулирования микроскопическими приборами.
Открытие подобных свойств у графена, по словам ученых, открыло дорогу для создания очень эластичных, легких и прочных пьезоматериалов, однако физики столкнулись с проблемой – их свойства менялись совершенно неожиданным и необъяснимым образом при изменении архитектуры. К примеру, когда физики повышали концентрацию наночастиц в материале, его пьезоэлектрические свойства ухудшались, а не совершенствовались, как этого ожидали ученые.
Для решения этой загадки Быстров и его команда создали компьютерную модель подобных материалов, и проанализировали то, как менялись их свойства на уровне отдельных янтарей и атомов при добавлении туда графена.
Как оказалось, пьезоэлектрические свойства этих материалов сильно зависели от того, на каком расстоянии друг от друга находились частички нобелевского углерода и молекулы полимеров. Если это расстояние было даже незначительно меньше или больше оптимальной дистанции между молекулами и графеном, то тогда сила эффекта уменьшалась и материал начинал хуже преобразовать машинную энергию в электрический ток.
Раскрыв корни необычного поведения графена, Быстров и его коллеги просчитали несколько оптимальных вариантов расположения наночастиц и молекул полимеров. Эти расчеты, как надеются ученые, помогут графеновым пьезоэлементам быстрее затереться в промышленность и быт русский человек и жителей других стран.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....