Кевлардың беріктігіне ие жаңа жібек материалы

Табиғи жібек негізінен екі ақуыздан тұрады. Зерттеу барысында олардың бірі алынып тасталып, екіншісі престелді. Бұл тәсіл жібекке кевларға ұқсас қасиеттер беруге мүмкіндік берді.

Жібектің тарихы мен қасиеттері

Жібек адамзатпен неолит дәуірінен бері қолданылып келеді. Тұт жібек құрты ұзын жібек жіптерінен кокон түзеді, бұл жіптер жиналып, өңделіп, мата жасауға пайдаланылады. Жібек беріктігімен, ылғалды жақсы сіңіріп және буландыруымен, сондай-ақ ерекше жылтырлығымен ерекшеленеді.

Өңдеудің жаңа әдісі

Жібек өндірісі қымбатқа түсетіндіктен, бұл материалды жою тиімсіз. Халықаралық химиктер тобы жібек талшықтарынан мөлдір, пластикке ұқсас материал алудың әдісін ойлап тапты. Бұл материал терагерц диапазонында жарықты поляризациялай алады.

Мұндай материал алу үшін алдымен жібек натрий карбонаты (Na2CO3) ерітіндісінде қыздырылып, серицин ақуызы алынып тасталады. Жуылғаннан кейін негізінен фиброиннан тұратын жіптер қалады. Бұл тазартылған жіптер кептіріліп, параллель орналастырылып, алюминий пластиналар арасында 35-тен 245°C-қа дейінгі температурада және бір гигапаскальға дейінгі қысымда престеледі. Кейбір тәжірибелерде екі қабатты материал қолданылды, мұнда екінші қабаттың талшықтары бірінші қабатқа перпендикуляр орналастырылды.

Алынған материалдың қасиеттері

Өңдеу нәтижесінде талшықтар суын жоғалтып, бір-бірімен бірігіп кетті. Соңғы материал мөлдір әрі берік болды: баллистикалық сынақтарда престелген жібек армирленген көміртекті пластиктер деңгейінде оққа төзімділік көрсетті. Жаңа материалдың қаттылығы мен беріктігі сүйек тініне жақын, ал созылуға төзімділігі кевларға ұқсас.

Сонымен қатар, престелген жібек терагерц сәулесін поляризациялай алады, бұл оны 6G стандартындағы деректерді беру желілерінде қолдануға мүмкіндік береді. Әдетте биологиялық материалдар мөлдір болмайды және мұндай мақсаттарға жарамайды.

Әдістің артықшылықтары

Бұрын жібекті өңдеу үшін оны ұнтақтап, бірнеше кезеңнен, еріткіштерден, тұздар мен судан тұратын күрделі процесс қажет болатын. Жаңа әдіс бастапқы материалды бір ерітіндіде жуып, талшықтарды мұқият орналастырып, оларды біріктіруді көздейді, бұл процесті айтарлықтай жеңілдетеді. Жаңа технологияны өнеркәсіптік ауқымда оңай бейімдеуге болады.