Оптимальный состав композитов на основе углеродных нанотрубок, обеспечивающий максимальную прочность материала, установили сотрудники НИЛ «Компьютерный дизайн новых материалов и машинное обучение» Института физики Казанского федерального университета (КФУ), 3 октября сообщила пресс-служба вуза.

Результаты исследования влияния концентрации нанотрубок на свойства полимеров ученые представили в статье «Моделирование молекулярной динамики для определения модулей упругости композитов полимер — одностенные углеродные нанотрубки», опубликованной в International Journal of Molecular Sciences.

Один из авторов статьи, доцент кафедры общей физики Института физики КФУ Олег Недопекин рассказал о цели исследования:

«Создание композитных материалов — одно из главных направлений современного материаловедения. 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».

Ученые использовали компьютерное моделирование, чтобы прогнозировать упругость нанокомпозитов по их составу, в который 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», — рассказал ученый о результатах исследования.

Термопластичные полимеры, которые стали предметом исследования ученых КФУ, применяются в авиационной и медицинской промышленности, в приборостроении, из них изготавливают изделия, используемые в строительстве и в быту. Углеродные нанотрубки, добавленные в эти полимеры, значительно повышают их прочность, чем продлевают срок службы изделий из композитного материала.