Обычные металлы — не всегда лучший выбор для современной военной электроники: они слишком тяжелые, подвержены коррозии и не гнутся. В качестве замены ученые из Корейского института материаловедения и Корейского института науки и технологий обратились к волокнам из углеродных нанотрубок: они легкие, прочные и отлично проводят электричество. Но собрать рыхлые нитевидные волокна в большие однородные листы сложно, а под инфракрасными тепловизорами они ярко светятся. Эту проблему мог бы решить двумерный материал Mxene, который отлично поглощает инфракрасный свет. Однако нанолисты MXene хрупкие и в реальных условиях быстро разрушаются. По одиночке ни углеродные нанотрубки, ни MXene не могли решить поставленную задачу, пишет IE.

В поисках способа сцепить два материала исследователи обратились к технологиям строительства. Они химически модифицировали поверхность волокон из углеродных нанотрубок аминогруппами, чтобы обеспечить плотную молекулярную связь с нанолистами MXene, а затем непрерывно пропускали эти волокна через раствор MXene и плотно укладывали их бок о бок.

В такой кирпично-кладочной структуре выровненные волокна углеродных нанотрубок образуют несущий структурный каркас, а нанолисты MXene заполняют микроскопические зазоры между волокнами, фиксируя их на месте и предотвращая проскальзывание под физическим давлением. Кроме того, такая конструкция обеспечивает формирование по всему материалу непрерывной электрической сети.

«Ключ к этой технологии — объединение наноматериалов с разными характеристиками, как кирпичи и раствор, сохраняя сильные стороны каждого и компенсируя их слабости», — сказал Ким Тэ Хун, один из исследователей.

Полученная пленка имеет толщину всего 17,5 микрометра. При этом ее — мечта оборонных подрядчиков: материал обеспечивает около 90 дБ экранирования электромагнитного излучения, блокируя более 99,9999999% волн в радиолокационных и коммуникационных диапазонах; прочность на растяжение 1,02 ГПа соответствует механической долговечности высокопрочной конструкционной стали; сверхнизкая излучательная способность в инфракрасном диапазоне скрывая объекты от тепловизионных камер; а устойчивость к высоким температурам и влаге сохраняет полную работоспособность там, где чистый MXene обычно деградирует. Пленка тонкая, поэтому ее можно многократно сгибать, складывать и скручивать без растрескивания и потери электропроводности.

Военное применение этого материала может быть огромным: затянутые в этот композит истребители, разведывательные дроны и военные самолеты могли бы стать легче и гораздо незаметнее для вражеских радаров и тепловых систем наведения. А в гражданской сфере этой пленкой можно выстилать внутренность тонких смартфонов, умных часов, носимых трекеров здоровья и складных планшетов, обеспечивая защиту от помех без увеличения объема и веса.

Исследователи из испанского Института материалов IMDEA разработали композит на основе кевлара, который способен не только выдерживать механические нагрузки, но и выполнять сразу несколько дополнительных задач — отслеживать деформации, защищать от электромагнитных помех и предотвращать обледенение.