Новый композитный пластик: прозрачный как стекло и прочный как сталь

Исследователи из Университета Мичигана разработали прозрачный материал с прочностью и жесткостью материала бронежилета с помощью послойного чередования нанопластин глины и слоев поливинилового спирта.

Материал сочетает в себе высокую прозрачность и гибкость наряду с прочностью к растяжению, характерной для некоторых марок Кевлара. Слоистая структура материала позволяет наночастицам глины принимать расположение для наиболее прочного связывания с полимером. При приложении силы к материалу полимер перераспределяет нагрузку на более прочный минерал.

Задача получения композита такого типа заключается в передаче свойств наноразмерных пластинок глины (их высокой прочности к растяжению и жесткости) полимеру, по которому они распределены.

Метод, применявшийся при изготовлении нового композитного материала, руководитель группы Николас Котов (Nicolas Kotov) описывает как послойную укладку [layer-by-layer (LBL)].

В ходе строительства композита «снизу доверху» работа над ним ведется таким образом, что единовременно строится лишь один слой, что позволяет добиваться одинакового расстояния между пластинками и очень эффективного связывания неорганики с полимером. Этот процесс медленный, однако, при тщательном контроле приводит к образованию материала с уникальными характеристиками. Для усиления связывания частичек глины с полимером исследователи дополнительно использовали сшивающий агент.

Котов считает, что новый композит сможет оказаться полезным для многих областей, включая микроэлектронные, микроструйные и биомедицинские приборы, для которых важна прозрачность материала. Он полагает, что прочность композита сможет сыграть свою роль в разработке новых типов брони и беспилотных летательных аппаратов.