Lekcy i niewiarygodnie silni zwolennicy reklamowali nanorurki węglowe jako najlepszy materiał budowlany. Te małe cylindry powiązanych ze sobą cząsteczek węgla wyskakują wszędzie, od motocykli wyścigowych po urządzenia biomedyczne. Wielu naukowców zasugerowało wykorzystanie tego materiału do przeniesienia marzeń o kosmicznej windzie z fikcji do rzeczywistości. Ale nowe badanie rzuca kolejną wpadkę na tę koncepcję, pokazując, że rozmieszczenie atomów w maleńkich strukturach węglowych może spowodować zawalenie się całego systemu, informuje George Dvorsky dla Gizmodo .
powiązana zawartość
- Ten innowacyjny myśli Windy powinny być okrągłe
Winda kosmiczna działa dokładnie tak, jak sugeruje jej nazwa, podnosząc samochód lub obudowę z powierzchni Ziemi w kosmos. Technologia ta może zrewolucjonizować podróże kosmiczne, czyniąc to łatwiejszym i tańszym niż wystrzelenie statku kosmicznego na pokład ogromnych silników rakietowych.
Pomysł ten po raz pierwszy wprowadził do kultury popularnej Sir Arthur C. Clarke w powieści science fiction The Fountains of Paradise, Michelle Z. Donahue z Smithsonian.com. Później naukowcy wskoczyli na tę koncepcję i od dziesięcioleci podążają w kierunku wzniosłej struktury.
Budowa windy kosmicznej nie jest małym zadaniem. Podstawową ideą jest to, że winda kosmiczna byłaby zakotwiczona w pozycji na Ziemi, rozciągając się na terminal w przestrzeni, który porusza się w synchronizacji z orbitą i obrotem Ziemi. Ale ponieważ kabel musiałby rozciągać się na dziesiątki tysięcy mil, materiał musiałby być zarówno mocny, jak i lekki do pracy.
Jednak nowe badanie wykazało, że nanorurki węglowe nie są idealnym rozwiązaniem. Podczas gdy doskonale skonstruowana nanorurka węglowa z grubsza szerokość nici może być wystarczająco mocna, aby podnieść samochód, niewłaściwe umieszczenie pojedynczego atomu zmniejsza jego wytrzymałość na rozciąganie o połowę.
„Tylko [nanorurki węglowe] o wyjątkowej jakości są w stanie zachować swoją idealną wytrzymałość”, powiedział Feng Ding, badacz z Politechniki w Hongkongu i główny autor badania, powiedział Jacobowi Aronowi z New Scientist . „Większość masowo produkowanych [nanorurek węglowych] jest wysoce wadliwych, a wysokiej jakości [nanorurki węglowe] trudno wyprodukować w dużych ilościach.”
Ding i jego koledzy przeprowadzili symulacje komputerowe, aby sprawdzić, jak sześciokątna struktura siatki większości nanorurek węglowych utrzymałaby się, gdyby została zmieniona. Odkryli, że pojedynczy atom poza wyrównaniem powoduje osłabienie, które może zasadniczo „rozpakować” całą rurkę, jak ciągnięcie luźnej nici na swetrze, informuje Aron.
Produkcja nanorurek jest jeszcze w powijakach, przez co kilka wadliwych rur jest nieuniknionych. Ale ostatnie badanie pokazuje, że te kilka słabych ogniw może potencjalnie uszkodzić większe struktury. Nawet najbardziej optymistyczni zwolennicy wind kosmicznych od dawna wiedzą, że wprowadzenie go w życie jest dalekie. Ale to badanie sugeruje, że naukowcy mają jeszcze więcej barier w wznoszeniu ogromnej struktury, pisze Dvorsky.
„O ile nie uda się osiągnąć wielkich przełomów w syntezie [nanorurek węglowych], zastosowanie [nanorurek węglowych] do budowy windy kosmicznej byłoby niezwykle trudne”, mówi Ding Aron.
