軽量で信じられないほど強力な支持者は、カーボンナノチューブを究極の建築材料として宣伝しています。 連結された炭素分子のこれらの小さなシリンダーは、レーシングバイクから生物医学装置まで至る所に現れています。 そして、多くの科学者は、この資料を使用して、宇宙エレベーターの長年の夢をフィクションから現実に変えることを提案しています。 しかし、新しい研究は概念に別の問題を投げかけ、小さな炭素構造内の原子の配列がシステム全体を崩壊させる可能性があることを示している、とジョージ・ドヴォルスキーはギズモードについて報告しています。
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スペースエレベーターは、その名前が示すとおりに機能し、車またはエンクロージャーを地球の表面から宇宙に持ち上げます。 この技術は、巨大なロケットエンジンに乗って宇宙船を打ち上げるよりも簡単で安価にすることで、宇宙旅行に革命をもたらす可能性があります。
ミシェル・Z・ドナヒューがSmithsonian.comで報じている、1979年のSF小説『楽園の噴水 』でアーサー・C・クラークirが最初にこのアイデアを大衆文化に取り入れました。 科学者は後にこの概念に飛びつき、数十年にわたってそびえ立つ構造に向かって歩みを進めてきました。
スペースエレベーターの構築は簡単な作業ではありません。 基本的な考え方は、スペースエレベーターを地球上の位置に固定し、地球の軌道と回転に同期して移動する宇宙のターミナルまで延長することです。 しかし、ケーブルは何万マイルも伸びる必要があるため、素材は機能するために丈夫で軽量でなければなりません。
しかし、新しい研究では、カーボンナノチューブは完璧なソリューションではないことがわかりました。 完全に構築されたカーボンナノチューブは、おおよそ、スレッドの幅で車を持ち上げるのに十分な強度がありますが、1つの原子を置き替えると、引張強度は半分になります。
香港理工大学の研究者であり研究の筆頭著者であるFeng Ding氏は、 新しい科学者のためにジェイコブアロンにこう語っています。 「ほとんどの大量生産された[カーボンナノチューブ]は欠陥が多く、高品質[カーボンナノチューブ]は大量に生産するのが困難です。」
Dingと彼の同僚は、ほとんどのカーボンナノチューブの六角形のグリッド構造が変更された場合にどのように保持されるかをテストするコンピューターシミュレーションを実行しました。 アロンは、アラインメントから外れた単一の原子が、セーターのゆるんだ糸を引っ張るような、チューブ全体を本質的に「解凍」できる脆弱性を引き起こすことを発見しました。
ナノチューブ製造はまだ初期段階にあり、いくつかの不良チューブは避けられません。 しかし、この最新の研究は、これらの少数の弱いリンクが潜在的に大きな構造を損なう可能性があることを示しています。 宇宙エレベーターの最も楽観的な支持者でさえ、それを実現することは長い道のりであることを長い間知っていました。 しかし、この研究は、科学者たちが大規模な構造を構築するのにさらに障壁があることを示唆している、とドヴォルスキーは書いています。
「[カーボンナノチューブ]合成で大きなブレークスルーが達成されない限り、[カーボンナノチューブ]を使用してスペースエレベーターを構築することは非常に困難です」と、ディンはアロンに語ります。
