Wissenschaftler fanden einen möglichen Deal Breaker in dem Bestreben, ein Weltraumlift zu bauen

Kohlenstoff-Nanoröhrchen haben als das Wunder-Material gekoppelt, die schließlich ein Weltraumlift bauen ermöglichen könnte. Eine entmutigende neue Studie schlägt vor, diese mikroskopischen Stränge sind nicht so elastisch wie wir dachten – und alles, es kann dauern, ist ein Atom fehl am Platze, die ganze Sache zum Einsturz zu bringen.

Kohlenstoff-Nanoröhren (CNTs) sind winzige hohle Zylinder der Interlock Kohlenstoff-Moleküle gebildet. Wenn miteinander verwoben weisen sie außergewöhnliche Eigenschaften, einschließlich Zugfestigkeiten bis zu 100 Gigapascals (GPa). Um das zu relativieren, könnte ein einzelner Strang der Breite eines Threads eine ganze Auto unterstützen. In der Theorie könnte CNTs stark genug, um die enorme Belastung durch ein Weltraumlift ausgeübt zu unterstützen – eine massive Struktur, die bis in den Weltraum von der Erdoberfläche erreichen würde.

CNTs gelten als eines der stärksten Materialien rund um, aber Bemühungen um das Material zu fertigen haben nur ergab Seile mit Stärken von 1 GPa. Wie in New Scientistberichtet, wollte Feng Ding von der Hong Kong Polytechnic University herauszufinden, warum, so dass er und seine Kollegen CNTs mit einem einzelnen Atom fehl am Platz simuliert. Dies umgewandelt zwei Sechsecke in einem Pentagon und Heptagon, erstellen eine Fehlbildung in der Röhre. Diese eine einfache Veränderung war genug, um die ideale Stärke eine CNT von 100 reduzieren GPa bis 40 GPa. Natürlich war dieser Effekt noch verstärkt, wenn sie mehr falsch ausgerichteten Atome eingeführt. New Scientist , erklärt:

Das Team der Simulationen zeigen, dass der Knick als Schwachpunkt in der Röhre wirkt leicht fangen normalerweise starke Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen. Sobald dies geschieht, brechen die Bande in die angrenzende Sechsecke auch, das gesamte Rohr entpacken. Die Auswirkungen auf die CNTs zusammen zu Fasern versponnen ist ähnlich – einmal eine CNT Pausen, die Belastung auf die anderen erhöht, zerbrechen sie nacheinander.

Dies bedeutet, dass nur ein verlegtes Atom ausreichen, um eine gesamte CNT-Faser zu schwächen. Im Hinblick auf einen möglichen Weltraumlift stellen Sie vor, ein Kabel von der Erdoberfläche in den Weltraum angerannt, und dann plötzlich zerreißen wie ein Lauf in eine Dame Strumpf. Das wäre... schlecht.

Angesichts der Urzustand des CNT-Fertigung in diesem Stadium, ist eine schlechte Röhre praktisch garantiert. Als Ding sagte, "die Massenware CNTs sind sehr mangelhaft, und qualitativ hochwertige CNTs sind schwer zu in großen Mengen zu produzieren."

Dies ist definitiv ein Rückschlag bei den Bemühungen zu entwerfen und bauen ein Weltraumlift, erfordern Kabel mit Zugfestigkeiten erreichen 50 GPa. Wenn diese Skylifts jemals passieren, werden Ingenieure zu haben, um herauszufinden, eine Möglichkeit, CNTs auf atomarer Ebene perfekt zu machen – und das ist eine schwierige Angelegenheit.

[ACS Nano, New Scientist]