Органические нанотрубки продлевают жизнь металлам

Ученые установили, что при добавлении в металл нанотрубок углеродной природы повышается его структурная сопротивляемость разрушительному действию радиации. Эксперименты с металлами, имеющими невысокую температуру плавления, указывают на перспективность исследований и возможность в будущем использовать идею в ядерной энергетике.

Интернациональная группа ученых во главе с представителями Массачусетского технологического института установила, что добавка небольшой порции нанотрубок к металлам, к примеру, алюминию, заметно повышает их стойкость под воздействием радиоактивного облучения.

Как известно, мощный поток радиации разрушает не только биологические структуры, но и металлы, которые со временем приобретают пористую структуру и становятся сначала хрупкими, а позже покрываются паутиной трещин. Подобные изменения происходят и в ядерных установках, что вынуждает ученых уже в течение многих лет искать выход из ситуации.

Сложность в том, что, подвергаемые постоянному воздействию высокоэнергетических частиц атомы металла, постепенно трансформируются и в конечном итоге расщепляются. Кристаллическая решетка все больше наполняется гелиевыми микроскопическими пузырьками, в результате чего происходит нарушение связей между образующими сплавы зернами. Так металл теряет прочность и становится хрупче.

В случае добавления в металл углеродных нанотрубок, составляющих не более 2% его объема, металл обретает радиационную стойкость. Рассредоточенные по объему металла нанотрубки способствуют отведению накопившегося гелия без ущерба для структуры.

Включенные в состав металла нанотрубки в условиях высоких температур разрушаются, преобразовывая металлы в карбиды. Несмотря на это следовый эффект от введения нанотрубок остается очень значимым, что разрешает сохранить структуру металла благодаря беспрепятственному удалению гелия.

После сравнения образцов металла содержащего нанотрубки и без них, подвергнутых облучению одинаковой интенсивности, стало очевидно, что чистый металл уступает по стойкости обогащенному аналогу в 5-10 раз, а по прочности - на 50%. Также отмечено превосходство «нанотрубочного» металла в гибкости.

Пока что все исследования проводились на алюминии, а в скором времени ученые проверят, как введение в состав нанотрубок изменяет свойства циркония и других металлов, имеющих более высокую температуру плавления. Уже очевидно, что улучшенный с помощью нанотрубок алюминий может использоваться при производстве деталей для реакторов, космических аппаратов и обустройстве мест хранения радиоактивных отходов.

Другие новости