Новости 17.08.2017

Создан легчайший огнеупорный материал из графена и фосфора

Огнеупор на базе вспененного полимера с добавкой композита графена и красного фосфора разработали химики из Южной Кореи и Китая, сообщает Chemistry World. Блок из этого материала размером с чашку может стоять на цветке, не повреждая лепестки. Вещество очень малой плотности способно выдерживать значительные механические нагрузки и эффективно останавливает горение, образуя непроницаемую для кислорода пленку.

Группу возглавляет профессор Цзяньсинь Гэн из пекинского Технического института физики и химии Китайской академии наук. Исследование опубликовано в журнале Applied Materials & Interfaces.

Традиционно огнеупорами выступают либо неорганические соединения, либо полиамидные и другие полимерные волокна, подобные кевлару. Однако многие материалы этого класса небезопасны для окружающей среды, например содержат полимеры, в состав которых входят галогены. Поэтому химики предложили новый состав, основанный на полиимидном полимере с добавкой графена. Полимер играет роль матрицы — он создает пенистую основу для материала. Добавка представляет собой соединение включения графена и фосфора. Интересно, что и полиимиды, и фосфор — горючие материалы, но в совокупности с графеном их свойства меняются.

По словам авторов, полиимид становится огнеупорным уже при двухпроцентной добавке графенового композита. При горении красный фосфор очень быстро образует не пропускающий кислород слой, запертый между пластинками графена. Последние устойчивы даже при очень высоких температурах. В сумме эти процессы предотвращают горение основы огнеупора — его способность останавливать горение примерно в два раза лучше, чем у традиционных материалов.

Полученный вспененный полимер обладает плотностью около 16 миллиграммов на кубический сантиметр — всего в 16 раз тяжелее воздуха. При этом его механические свойства позволяют небольшому полимерному блоку выдержать давление шестикилограммового сосуда с водой. Это ставит материал в одну линию с аэрогелями на основе оксида кремния или графена.


Наверх