Ez a döbbenetesen ellenálló nanoszál veri a kevlárt is

A Wisconsin–Madison Egyetem fejlesztése az a nanoszálas anyag, ami átadhatja a múltnak a nagy sebességű ütközések kivédésére eddig legalkalmasabbnak hitt kevlár dicsőségét. A kevésbé közismert nevén aromás poliamid golyóálló mellények, munkavédelmi eszközök, bukósisakok és sportkellékek nélkülözhetetlen alkotóeleme lett, de ez esetben Kevlar®-nak kell hívnunk, hűen a DuPont által bejegyzett védjegyhez.

A technológiai vállalat székházában aligha bontottak pezsgőt, amikor a Wisconsin–Madison Egyetem adjunktusa, Ramathasan Thevamaran világba kiáltotta, hogy a posztdoktoriján dolgozó Jizhe Caival közösen kifejlesztett egy, a Kevlarnál ellenállóbb, mégis könnyebb nanoszálas anyagot. A The Engineer az ACS Nanoban megjelent tanulmányra hivatkozva azt írja, hogy a tudósok többfalú szén nanocsövekkel vegyítették a Kevlar nanoszálakat, és olyan ellenálló, szőnyegszerű anyagot készítettek belőle, ami a hangsebességnél (kb. 1.200 km/h) gyorsabb lövedékek energiáját gond nélkül elvezeti.

Az anyag igazi előnye abban rejlik, hogy a szén nanocsövek miatt pehelykönnyű, tehát simán átveheti a Kevlar szerepét különböző páncélzatok, például golyóálló mellények gyártásában, de komoly jövő várhat rá a Földön kívül is, hiszen űrjárművek burkolatába építve csökkentheti a leváló mikrotörmelék mennyiségét.

„A nanoszálak nagyon jól használhatók védelmi eszközök gyártására, mivel makro méretű társaikhoz képest kiemelkedő szilárdsággal és merevséggel rendelkeznek”  – mutatott rá Thevamaran. A professzor hangsúlyozta: ugyan eddig a fentebb írt szőnyegszerű kidolgozás produkálta a legnagyobb energiaelnyelést, dolgoznak rajta, hogy tovább fokozzák a teljesítményt. A kutatók kis mennyiségben szintetizáltak Kevlar nanoszálakat, amelyeket aztán szén nanocsövekbe ágyaztak. Az így létrejövő hidrogénkötések megváltoztatták a nanoszálak közötti kölcsönhatást, és ez jelentősen fokozta az anyag teljesítményét.

Mivel a hidrogén dinamikus kötéseket alkot, a szerkezet akárhányszor széttöredezhet, mindig helyreáll, emiatt nagy mennyiségű energiát képes eloszlatni. Az eredmények elég meggyőzőek: a hozzáadott Kevlar nanoszálakkal közel százszázalékos teljesítménynövekedést sikerült elérni, szuperszonikus sebességű ütközések esetében is. Ezt egy lézerrel indukált mikrolövedék-vizsgálat során sikerült igazolni. Az új nanoszálas anyag nagyon magas és nagyon alacsony hőmérsékleten is stabil marad, így szélsőséges környezetekben is használható – osztották meg a tudósok, akik a Wisconsin Alumni Kutatási Alapítvány segítségével friss szabadalomként jegyeztetik be találmányukat. Szegény DuPont!

Gábor János, NEW technology