Ученые выяснили, что углеродные нанотрубки слишком "слабы" для того, чтобы стать материалом для строительства космического лифта - «Наука и технологии»

Углеродные нанотрубки (Carbon nanotubes, CNT) являются достаточно удивительным материалом, обладающим целом рядом уникальных характеристик, что позволит в недалеком будущем использовать их для изготовления сверхлегких и сверхпрочных конструкций, новых типов компьютерных чипов и т.п. Одним из перспективных направлений использования нанотрубок считалось до последнего времени сооружение космического лифта. Однако, результаты исследований, проведенных недавно учеными из Гонконга, указывают на то, что распространенный дефект, связанный с отсутствием одного атома в структуре нанотрубок, сделает невозможным их использование в космическом лифте, которому так и суждено пока оставаться лишь уделом произведений из разряда научной фантастики.

Прочность углеродных нанотрубок является следствием их строения на атомарном уровне, они состоят из атомов углерода, соединенных в структуру типа трубы, стенка которой имеет одноатомную толщину. Теоретический предел прочности идеальной нанотрубки составляет 100 гигапаскаль (ГПа) на разрыв, однако, прочность реального волокна, сплетенного из большого количества длинных нанотрубок, не превышает значения в 1 ГПа.

Причину этого попытался выяснить Фенг Динг (Feng Ding) и его коллеги из гонконгского Политехнического университета (Hong Kong Polytechnic University). Ученые составили математическую модель углеродной нанотрубки с дефектом в виде одного отсутствующего атома. Структура такой нанотрубки превратилась из шестиугольной упорядоченной в структуру из чередующихся пятиугольников и семиугольников. Наличия только одного дефекта стало достаточно для того, чтобы прочность нанотрубки снизилась до уровня 40 ГПа, а увеличение количества дефектов привело к еще большему уменьшению прочности.