Το Scientific American περιγράφει ότι αν κατασκευαστεί μια σκάλα μεταξύ της Γης και της Σελήνης, το μόνο υλικό που μπορεί να διανύσει τόσο μεγάλη απόσταση χωρίς να τραβηχτεί από το βάρος του είναι οι νανοσωλήνες άνθρακα.
Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι ένα μονοδιάστατο κβαντικό υλικό με ειδική δομή. Η ηλεκτρική και θερμική τους αγωγιμότητα μπορεί συνήθως να φτάσει τις 10.000 φορές αυτή του χαλκού, η αντοχή τους σε εφελκυσμό είναι 100 φορές αυτή του χάλυβα, αλλά η πυκνότητά τους είναι μόνο το 1/6 του χάλυβα, και ούτω καθεξής. Είναι ένα από τα πιο πρακτικά υλικά αιχμής.
Οι νανοσωλήνες άνθρακα είναι ομοαξονικοί κυκλικοί σωλήνες που αποτελούνται από αρκετές έως δεκάδες στρώματα ατόμων άνθρακα διατεταγμένα σε εξαγωνικό μοτίβο. Διατηρήστε μια σταθερή απόσταση μεταξύ των στρωμάτων, περίπου 0,34 nm, με διάμετρο που συνήθως κυμαίνεται από 2 έως 20 nm.
Θερμοπλαστική πολυουρεθάνη (TPU)Χρησιμοποιείται ευρέως σε τομείς όπως η ηλεκτρονική, η αυτοκινητοβιομηχανία και η ιατρική λόγω της υψηλής μηχανικής αντοχής, της καλής επεξεργασιμότητας και της εξαιρετικής βιοσυμβατότητάς του.
Με ανάμειξη τήγματοςTPUΜε αγώγιμη αιθάλη, γραφένιο ή νανοσωλήνες άνθρακα, μπορούν να παρασκευαστούν σύνθετα υλικά με αγώγιμες ιδιότητες.
Εφαρμογή σύνθετων υλικών από μείγμα TPU/νανοσωλήνων άνθρακα στον τομέα της αεροπορίας
Τα ελαστικά των αεροσκαφών είναι τα μόνα εξαρτήματα που έρχονται σε επαφή με το έδαφος κατά την απογείωση και την προσγείωση και ανέκαθεν θεωρούνταν το «στολίδι» της βιομηχανίας κατασκευής ελαστικών.
Η προσθήκη σύνθετων υλικών από μείγμα TPU/νανοσωλήνων άνθρακα στο πέλμα ελαστικών αεροπορίας του προσδίδει πλεονεκτήματα όπως αντιστατικό, υψηλή θερμική αγωγιμότητα, υψηλή αντοχή στη φθορά και υψηλή αντοχή στο σκίσιμο, προκειμένου να βελτιωθεί η συνολική απόδοση του ελαστικού. Αυτό επιτρέπει την ομοιόμορφη μετάδοση του στατικού φορτίου που παράγεται από το ελαστικό κατά την απογείωση και την προσγείωση στο έδαφος, ενώ παράλληλα διευκολύνει την εξοικονόμηση κόστους κατασκευής.
Λόγω του νανομετρικού μεγέθους των νανοσωλήνων άνθρακα, αν και μπορούν να βελτιώσουν τις διάφορες ιδιότητες του καουτσούκ, υπάρχουν επίσης πολλές τεχνικές προκλήσεις στην εφαρμογή τους, όπως η κακή διασπορά και η πτητική ικανότητα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάμειξης του καουτσούκ.Αγώγιμα σωματίδια TPUέχουν πιο ομοιόμορφο ρυθμό διασποράς από τα γενικά πολυμερή από ανθρακονήματα, με στόχο τη βελτίωση των αντιστατικών και θερμικών αγωγιμοτήτων της βιομηχανίας καουτσούκ.
Τα αγώγιμα σωματίδια νανοσωλήνων άνθρακα TPU έχουν εξαιρετική μηχανική αντοχή, καλή θερμική αγωγιμότητα και χαμηλή αντίσταση όγκου όταν εφαρμόζονται σε ελαστικά. Όταν τα αγώγιμα σωματίδια νανοσωλήνων άνθρακα TPU χρησιμοποιούνται σε οχήματα ειδικών χρήσεων, όπως οχήματα μεταφοράς δεξαμενών πετρελαίου, οχήματα μεταφοράς εύφλεκτων και εκρηκτικών εμπορευμάτων κ.λπ., η προσθήκη νανοσωλήνων άνθρακα στα ελαστικά λύνει επίσης το πρόβλημα της ηλεκτροστατικής εκκένωσης σε οχήματα μεσαίας έως υψηλής κατηγορίας, μειώνει περαιτέρω την απόσταση φρεναρίσματος των ελαστικών σε ξηρό και βρεγμένο οδόστρωμα, μειώνει την αντίσταση κύλισης των ελαστικών, μειώνει τον θόρυβο των ελαστικών και βελτιώνει την αντιστατική απόδοση.
Η εφαρμογή τουαγώγιμα σωματίδια από νανοσωλήνες άνθρακαστην επιφάνεια των ελαστικών υψηλής απόδοσης έχει επιδείξει τα εξαιρετικά πλεονεκτήματα απόδοσης, όπως υψηλή αντοχή στη φθορά και θερμική αγωγιμότητα, χαμηλή αντίσταση κύλισης και ανθεκτικότητα, καλό αντιστατικό αποτέλεσμα κ.λπ. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ελαστικών υψηλής απόδοσης, ασφαλών και φιλικών προς το περιβάλλον και έχει ευρείες προοπτικές αγοράς.
Η εφαρμογή της ανάμειξης νανοσωματιδίων άνθρακα με πολυμερή υλικά μπορεί να αποφέρει νέα σύνθετα υλικά με εξαιρετικές μηχανικές ιδιότητες, καλή αγωγιμότητα, αντοχή στη διάβρωση και ηλεκτρομαγνητική θωράκιση. Τα σύνθετα πολυμερή από νανοσωλήνες άνθρακα θεωρούνται εναλλακτικές λύσεις στα παραδοσιακά έξυπνα υλικά και θα έχουν ένα ολοένα και ευρύτερο φάσμα εφαρμογών στο μέλλον.
Ώρα δημοσίευσης: 28 Αυγούστου 2025