Сотрудники НИЛ «Компьютерный дизайн новых материалов и машинное обучение» Института физики Казанского федерального университета выяснили, каким должен быть оптимальный состав композитов на основе углеродных нанотрубок, чтобы они были максимально прочными.

Результаты исследования, которое было выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет–2030», представлены в статье, опубликованной в журнале International Journal of Molecular Sciences.

«Создание композитных материалов – одно из главных направлений современного материаловедения, – рассказывает один из авторов статьи, доцент кафедры общей физики Института физики КФУ Олег Недопекин. – При добавлении углеродных нанотрубок к полимеру его механические свойства значительно улучшаются. Однако при превышении определенного содержания нанотрубок механические свойства нанокомпозита ухудшаются, поэтому важно знать, как различные концентрации нанотрубок влияют на свойства полимеров».

Используя компьютерное моделирование, ученые научились прогнозировать упругость нанокомпозитов, в состав которых входят полимер и одностенные углеродные нанотрубки.

«Мы выяснили, как на эффективность армирования полимерных композитов влияют концентрация углеродных нанотрубок в полимерной матрице, их размер и структура. Были определены общие тенденции изменения механических свойств нанокомпозитных материалов с матрицами из полипропилена, полиэтилметакрилата, полистирола», – пояснил ученый.

Термопластичные полимеры, которые были исследованы учеными КФУ, используются в авиационной, медицинской промышленности, а также в приборостроении. Из них производят изделия, которые используются в строительстве и в быту. Добавление углеродных нанотрубок в полимеры позволит существенно повысить их прочность и продлить срок службы материалов.

Ранее мы сообщали, что представители КФУ расскажут школьникам, как стать ученым.