Гонконгські вчені показали, що для того, щоб витримати навантаження, необхідні для реалізації ідеї космічного ліфта, вуглецеві нанотрубки не повинні містити жодного дефекту. Отримання таких нанотрубок навряд чи стане можливим на практиці в доступній для огляду перспективі.
Неймовірно міцні і легкі, вуглецеві нанотрубки вважаються одним з найперспективніших матеріалів майбутнього, який дозволить створити технології, недоступні сьогодні. Однією з таких технологій може стати «космічний ліфт» – конструкція для безракетного запуску в космос, це як Ексклюзивні міжкімнатні двері. Підраховано, що трос, протягнутий з поверхні Землі до геостаціонарної орбіти, буде утримуватися сам по собі, за рахунок відцентрової сили, і вона ж зможе надавати корисного навантаження потрібне для старту прискорення – детально про ці проекти ми писали в одному з номерів журналуNaked Science .
Ключовою проблемою космічного ліфта залишається сам трос: потрібної міцністю на кілограм власної маси не володіє ні одна сталь. Разом з тим розрахунки показують, що вуглецеві нанотрубки здатні витримувати куди більше навантаження на розрив – до 100 ГПа. Через недосконалість технологій отримання таких одноатомних шарів вуглецю, згорнутих в довгі порожнисті трубки, поки цей показник становить лише 1 ГПа. Однак недавня робота фізиків з Гонконзького політехнічного університету показала, що справа може бути не тільки в технологіях.
Вчені, стаття яких опублікована журналом ACS Nano , змоделювали поведінку нанотрубки, в якій всього один атом зміщений зі своєї позиції. В результаті в одній ділянці її ідеальна гексагональная решітка порушується появою п’яти- і семикутною структури. Виявилося, що ця крихітна недосконалість різко погіршує теоретичні ідеальні властивості нанотрубки, і її міцність на розрив падає до 40 ГПа всього через одного атома.
Автори вважають, що саме такий результат ми бачимо поки, намагаючись отримати найкращі вуглецеві нанотрубки: кілька десятків зміщених атомів серйозно погіршують їх характеристики. Гірше того, трос майбутнього космічного ліфта повинен витримувати мінімум 50 ГПа, а це значить, що нанотрубки для нього підійдуть лише ідеальні – ті, в яких кожен атом знаходиться строго в своїй позиції гексагональної решітки. Отримання таких нанотрубок великих розмірів, хоча б близько метрів, навряд чи можна досягти в доступній для огляду перспективі. Схоже, ліфт в черговий раз застряг .
