Cверхтонкая свинцовая нить в прочной и легкой оболочке

[Alexandr Gavrichenko]

Вопрос о современном материаловедении (автор темы ничего о нем не знает).

Можно ли создать сверхтонкую свинцовую нить в в сверхпрочной и легкой оболочке?

Данные из ИИ google следующие:

Диаметр свинцового сердечника: обычно составляет от 10 до 100 микрон (мкм). Более тонкие варианты сложны в изготовлении из-за высокой пластичности и низкой прочности свинца на разрыв при волочении.

Толщина защитной оболочки: варьируется от 2 до 15 микрон, в зависимости от используемого материала и требуемого уровня защиты.

Общий диаметр нити: может составлять всего 14–130 микрон (для сравнения, толщина человеческого волоса — около 50–80 микрон).

Прочность на разрыв: определяется исключительно оболочкой. Сверхпрочные волокна (например, кевлар или углеродные нити) обеспечивают прочность конструкции в пределах от 2500 до 5000 МПа.

Материалы для оболочки: передовые армирующие полимеры (такие как арамид/кевлар, СВМПЭ или углеродные нанотрубки).

Данные приведенные google реалистичны или это вранье?

(Зачем это все спросит любопытствующий читатель темы? Ну, автору темы любопытно: можно ли разместить высоко в воздухе такие нити (на опорах или беспилотниках). Но этот вопрос любопытного читателя выходит за рамки данной темы.)

Данная тема о том: врет ли ИИ в приведенных данных? Может быть, данные можно существенно улучшить. Или такие нити невозможно сделать?

[Gagarin1968]

Alexandr Gavrichenko в сообщении #1732741 писал(а):

Данные приведенные google реалистичны или это вранье?

Alexandr Gavrichenko
Нет, это всё похоже на правду. Такая структура называется композитным волокном типа "ядро–оболочка" (в англоязычной литературе — core-sheath structure).
Но весь вопрос — для чего? Для защиты от радиации? Но как? Поднимать на опорах, а тем более на дронах — это бесперспективно, уже ведь выясняли.
Однако вот любопытно:

Advanced Radiation Shielding Materials: Radiation and Radiological Protection, 2024 писал(а):

Such threads can be used to weave ultra-light, durable, breathable, and flexible clothing for radiological laboratories, astronauts, or emergency responders (as a replacement for heavy rubber-and-lead aprons)

Перевожу: из таких нитей можно ткать сверхлегкую, прочную, дышащую и гибкую одежду для радиологических лабораторий, космонавтов или ликвидаторов аварий (замена тяжелым резиново-свинцовым фартукам).

[lel0lel]

Gagarin1968 в сообщении #1732755 писал(а):

Перевожу: из таких нитей можно ткать сверхлегкую, прочную, дышащую и гибкую одежду для радиологических лабораторий, космонавтов или ликвидаторов аварий (замена тяжелым резиново-свинцовым фартукам).

Противоречивое утверждение. Если ткать "сверхлегкую" и "дашащую", то не будет никакой защиты от коротковолнового излучения, как и потока частиц. Ситуация будет подобна мячу, летящему к сетке из футбольных ворот (аналогия иллюстративная, не передаёт волновые свойства). Если нужна защита, то фартук должен быть плотный, а закон Бургера-Ламберта-Бера намекает, что ещё и не тонкий.

[Alexandr Gavrichenko]

Спасибо за содержательные ответы.

Gagarin1968 в сообщении #1732755 писал(а):

Но весь вопрос — для чего? Для защиты от радиации? Но как? Поднимать на опорах, а тем более на дронах — это бесперспективно, уже ведь выясняли.
Однако вот любопытно:

Отбросив в моей идеи ошибочные детали, удалось придти к варианту, который уже может быть кому-то полезен и уже кем-то начал исследоваться.

lel0lel в сообщении #1732765 писал(а):

фартук должен быть плотный, а закон Бургера-Ламберта-Бера намекает, что ещё и не тонкий.

Здесь уже необходимы расчеты профессионалов, к которым я не отношусь. Вероятно, могут быть спроектированы различные модели фартука в зависимости от предполагаемой радиоопасности.

Мне непонятно - укладывается ли дискуссия о защитной одежде в рамки обозначенной мной темы. На свой вопрос о реалистичности характеристик волокна я ответ получил (спасибо, Gagarin1968). Возможность продолжения дискуссии об одежде здесь (или о ее перенесении в другую тему) я полагаю следует оставить на усмотрение модераторов.

[Booker48]

Alexandr Gavrichenko в сообщении #1732772 писал(а):

Отбросив в моей идеи ошибочные детали, удалось придти к варианту, который уже может быть кому-то полезен и уже кем-то начал исследоваться.

Да где же удалось-то? Кто-то отменил закон, о котором написал lel0lel?
И кто этот "кем-то", который что-то начал исследовать?

[Alexandr Gavrichenko]

Booker48 в сообщении #1732797 писал(а):

И кто этот "кем-то", который что-то начал исследовать?

Вообще-то участник Gagarin1968 привел цитату из "Advanced Radiation Shielding Materials: Radiation and Radiological Protection".
Я под этими "кто-то, начавшие исследовать" подразумевал авторов публикации из этой монографии.
Вероятно, Gagarin1968 может привести их имена.

Booker48 в сообщении #1732797 писал(а):

Кто-то отменил закон, о котором написал lel0lel?

Мне этот закон вообще неизвестен. Цитата из google со ссылкой на Википедию: "классический закон Бугера — Ламберта — Бера неприменим напрямую к металлической ткани (сетке) в качестве объемной поглощающей среды, так как металл является непрозрачным для света материалом с огромным коэффициентом отражения и очень малой глубиной проникновения излучения".
Как корректировать с учетом этой формулировки классический закон Бугера — Ламберта — Бера, мне неизвестно.


Обратите внимание, что данная тема на форуме не посвящена вопросам защитной одежды. Я в начале темы задал конкретный вопрос, на который получил конкретный ответ.

Я не знаю, что будут думать модераторы, если тему сместить к вопросу защитной одежды.
Я не против того, чтобы в данной теме развивать именно этот аспект дискуссии. Но решаю не я, а строгая администрация.

[Booker48]

Alexandr Gavrichenko в сообщении #1732812 писал(а):

Мне этот закон вообще неизвестен. Цитата из google со ссылкой на Википедию: "классический закон Бугера — Ламберта — Бера неприменим напрямую к металлической ткани (сетке) в качестве объемной поглощающей среды, так как металл является непрозрачным для света материалом с огромным коэффициентом отражения и очень малой глубиной проникновения излучения".

Погуглите закон ослабления гамма-излучения.

[rockclimber]

Он и в третий раз пошел в лес за ёлкой…
Откуда такое паталогическое желание всенепременно подвесить что-нибудь свинцовое на дроне, а потом искать, к решению какой проблемы эту конструкцию приспособить?
Как дронами и свинцом не жонглируй, смысла в этом не появится.

[wrest]

Вольфрам прочнее свинца, кстати. И плотнее. И менее токсичен. И более тугоплавок.
Волокна из вольфрама тянуть научились когда лампы накаливания делали.
А, ну и золото ж ещё. Оно ещё немножко плотнее чем вольфрам.

[lel0lel]

Alexandr Gavrichenko в сообщении #1732812 писал(а):

Как корректировать с учетом этой формулировки классический закон Бугера — Ламберта — Бера, мне неизвестно.

Ситуация такая: с одной стороны, закон показывает, что интенсивность излучения быстро ослабевает (экспоненциально) при прохождении через сплошную среду
$I(x)=I_{0}\exp(-k_{\lambda} x)$. Это даёт надежду, что можно будет обойтись тонким слоем вещества, даже если до пределов нормы интенсивность нужно уменьшить в миллионы раз.
Для расчёта важно знать число $k_{\lambda}$ -- показатель поглощения; $k_{\lambda}^{-1}$ -- это расстояние, на котором интенсивность ослабевает в $e\approx 2.7$ раз. Показатель зависит от длины волны и от свойств среды (плотности, химического состава), в общем, от спектра поглощения для вещества в заданных условиях. Для фиксированного вещества и условий зависимость от длины волны сложная, со скачками, когда длина волны соответствует линии высокой интенсивности в спектре поглощения. Гугл подсказывает, что для свинца (сплошное вещество) в области коротких длин волн $k_{\lambda}\sim\lambda^3$. То есть, когда излучение становится опасным, поглощается оно всё хуже, и, чтобы существенно ослабить интенсивность, требуется всё больший слой вещества. В это время не лучшая идея одевать проветриваемую рубашку из тонких свинцовых жил. Как я понимаю, если люди и занимаются разработкой такой одежды, то предварительно измеряют спектр поглощения материала (если планируется защита от излучения), а условия применения и защита очень ограничены.