Графен закроет бутылки с пивом и баллоны с газом

Ученые из Университета Райс пришли к выводу, что графеновая нанолента может использоваться для повышения эффективности газовых баллонов автомобилей, работающих на сжатом природном газе, продления срока хранения пива или газированных напитков. Секрет в том, что графен намного менее проницаем для молекул газа, чем металл, который сегодня используется для газовых емкостей.

Ученые разработали особый материал, состоящий из графеновой ленты толщиной в один атом (GNR) и термопластичного полиуретана (TPU). Этот материал в 1000 раз эффективнее препятствует просачиванию молекул газа, чем металл.

Ученые отмечают, что твердый двумерный лист графена может быть идеальным барьером для газа, однако производство графена в больших количествах еще не освоено. Тем не менее, уже существует технология производства графеновых нанолент из многослойных углеродных нанотрубок. Эту технологию впервые представили в издании Nature в 2009 году, и теперь она лицензирована для промышленного использования.

Исследователи смогли изготовить тонкие пленки из графена и полиуретана, причем графен составил не более 0,5% от веса получившегося композита. Ленты материала шириной 200-300 нанометров препятствовали утечке газа почти также хорошо, как большой лист чистого графена. При этом наноленты, полученные из углеродных нанотрубок, намного проще использовать в составе композитных материалов.

В ходе экспериментов, ученые испытали пленку на простом стенде: с вакуумом на одной стороне и азотом под давлением с другой. В случае с обычными, не графеновыми, пленками давление падает до нуля за приблизительно 100 секунд. А вот с пленкой на основе графеновой наноленты давление оставалось постоянным более 1000 секунд, и незначительно снизилось спустя более 18 часов.

Новое покрытие может повысить прочность и герметичность резервуаров с газами высокого давления. Сфера применения новой технологии широка: от автомобильных газовых баллонов в автомобилях, до кислородных баллонов на борту космического корабля.