Ulepszony kompozyt z nanorurek węglowych

Fot. Fotolia
Fot. Fotolia

Zespół naukowców z North Carolina State University (NCSU), pod kierownictwem prof. Yuntian Zhu opracował nowy materiał kompozytowy, 10-krotnie lżejszy niż dotąd stosowany i o znacznie większej wytrzymałości.

Nowy materiał można zastosować praktycznie w produkcji maszyn i urządzeń – od rowerów do samolotów bojowych – poinformował portal NCSU.

Dla uzyskania większej wytrzymałości konieczne jest zastosowanie długich nanorurek węglowych, ponieważ wytworzony z nich kompozyt może przenosić większe obciążenia. Aby skonstruować taki materiał, konieczne jest ustawienie nanorurek idealnie równolegle i połączenie przy pomocy polimeru bądź żywicy, zaś nanorurki nie mogą ulec skręceniu. Dotychczas udawało się osiągnąć tylko pierwszy etap, czyli wytworzenie długich nanorurek węglowych.

Zwykle bowiem takie nanorurki były cienkie i elastyczne, nie sztywne i proste. Opierały się wtedy o siebie nie tworząc koniecznych równoległych struktur. Badacze uchwycili więc jeden koniec rosnących rurek i zaczęli je wyciągać, co spowodowało, że ustawiły się one wszystkie w jedną stronę.

Rosnące rurki przytwierdzono jednym końcem do obrotowej szpuli i natryskiwano polimerem. W ten sposób badacze otrzymali wstęgę materiału kompozytowego z dużym udziałem długich nanorurek węglowych.

Konieczne było jeszcze wyprostowanie nanorurek węglowych, które zostały zwinięte na szpuli. Materiał zaczęto więc wyciągać w odwrotną do kierunku nawijania stronę, co zwiększyło odporność na zerwanie nanorurkowej wstęgi o około 90 proc. i sztywność o niemal 100 proc.

Wstęgi te można łączyć przy pomocy włókna węglowego i tego samego polimeru dla otrzymania kompozytu o dużej wytrzymałości. Ma on o 40 proc. większe przewodnictwo termiczne, a o 50 proc. większe przewodnictwo elektryczne niż tradycyjny kompozyt.

Nowy kompozyt zapewne będzie stosowany w pierwszych urządzeniach już w przyszłym roku – na początku zespół chce wyprodukować z niego kompozytowe urządzenia i przedmioty, m.in. rower i poddać je dokładnym badaniom. Nowy materiał może bowiem zastąpić starsze kompozyty wszędzie tam, gdzie są one używane – od wytwarzania rowerów po pokrycie samolotów bojowych. (PAP)

mmej/ agt/

Fundacja PAP zezwala na bezpłatny przedruk artykułów z Serwisu Nauka w Polsce pod warunkiem mailowego poinformowania nas raz w miesiącu o fakcie korzystania z serwisu oraz podania źródła artykułu. W portalach i serwisach internetowych prosimy o zamieszczenie podlinkowanego adresu: Źródło: naukawpolsce.pl, a w czasopismach adnotacji: Źródło: Serwis Nauka w Polsce - naukawpolsce.pl. Powyższe zezwolenie nie dotyczy: informacji z kategorii "Świat" oraz wszelkich fotografii i materiałów wideo.

Czytaj także

  • Fot. Adobe Stock

    Praca hybrydowa przynosi korzyści pracodawcom i pracownikom

  • Fot. Adobe Stock

    Naukowcy wykryli problem z równowagą energetyczną Saturna

Przed dodaniem komentarza prosimy o zapoznanie z Regulaminem forum serwisu Nauka w Polsce.

newsletter

Zapraszamy do zapisania się do naszego newslettera