Механические свойства, физика прочности и пластичность

Влияние поперечных $\pi$–$\pi$-связей на формирование свойств высокомодульных волокон углеродных нанотрубок

Г. В. Козлов, И. В. Долбин

Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова, Нальчик, Россия

Аннотация: Предложена теоретическая модель, трактующая увеличение модуля упругости волокон из углеродных нанотрубок при введении поперечных $\pi$–$\pi$-связей между отдельными нанотрубками в волокне. Показано, что на модуль упругости волокна влияют три фактора, а именно, модуль упругости исходных нанотрубок, уровень взаимодействия между отдельными нанотрубками в волокне и его аспектное отношение, т. е. отношение длины волокна к его диаметру. В точке перехода указанных взаимодействий от отталкивания к притяжению модуль упругости волокна достигает величины соответствующего показателя для отдельной углеродной нанотрубки, а в области взаимодействий притяжения превышает его. Базовым фактором для жесткости волокон углеродных нанотрубок является их структура, характеризуемая фрактальной размерностью.

Ключевые слова: волокно, углеродные нанотрубки, $\pi$–$\pi$-связи, взаимодействия нанотрубок, структура, модуль упругости, фрактальная размерность.

Поступила в редакцию: 22.12.2021
Исправленный вариант: 18.04.2022
Принята в печать: 19.04.2022

DOI: 10.21883/FTT.2022.08.52697.261

Реферативные базы данных:

•