Specjalny łańcuch dostaw umożliwia wykorzystanie pełnego potencjału nanorurek węglowych w materiałach kompozytowych
W 2009 r. konsorcjum złożone z przedstawicieli świata nauki i przemysłu rozpoczęło realizację finansowanego przez UE projektu CONTACT, poświęconego kompozytom z nanorurkami węglowymi (CNT). Partnerzy dysponowali wiedzą z zakresu całego łańcucha wartości, od syntezy CNT po ich wykorzystywanie w produktach komercyjnych. Konsorcjum zrekrutowało 18 badaczy, aby mieć pewność, że potencjał CNT zostanie w pełni wykorzystany. Prace rozpoczęto od szkoleń przeprowadzonych przez światowych liderów syntezy, przetwarzania, badania i symulacji CNT. Oprócz prowadzenia badań naukowcy uczestniczyli w konferencjach i szkoleniach obejmujących tak różne zagadnienia, jak funkcje kierownicze kobiet czy umiejętności w zakresie prezentacji. Dobrze zorganizowany program szkoleń skupiał się na pokonaniu szeregu najważniejszych ograniczeń związanych z technologią CNT. Chodzi tu między innymi o modyfikację właściwości powierzchni CNT, dyspersję CNT w polimerach termoutwardzalnych i termoplastycznych oraz niezawodność metod analizy i opisu. W projekcie CONTACT poczyniono istotne postępy we wszystkich obszarach. Naukowcy poprawili wydajność syntezy CNT i umożliwili bardziej masową produkcję, a system monitorowania reakcji podczas wytwarzania ułatwił dokładne charakteryzowanie procesu wzrostu. Dzięki temu możliwe było przeanalizowanie i optymalizacja wpływu różnych domieszek i katalizatorów na strukturę i wydajność produkcji. Dyspersja nowo opracowanych CNT w polimerach została udoskonalona dzięki szeregowi technik, które umożliwiły wytwarzanie elastycznych folii o lepszej przejrzystości i przewodności elektrycznej. Uczeni badali kompozyty zawierające tylko CNT lub też CNT połączone z innymi funkcjonalnymi wypełniaczami. Lepsze poznanie zachowań podczas stosowania różnych technik obróbki umożliwiło optymalne wykorzystanie wytłaczania ślimakowego i formowania wtryskowego oraz udoskonalenie właściwości kompozytów. Naukowcy wykorzystali wreszcie kombinację technik modelowania i doświadczalnych, aby poznać właściwości wytworzonych materiałów kompozytowych. Umożliwi to oparte na wiedzy projektowanie nowych materiałów dla różnych dziedzin, takich jak budownictwo, energetyka czy elektronika. Wykorzystanie pełnego potencjału nanokompozytów z CNT jest możliwe tylko poprzez współpracę między nauką i przemysłem oraz przy silnym nacisku na szkolenie młodych uczonych. Projekt CONTACT wniósł istotny wkład w ten proces, tworząc jego niezbędne podwaliny.
Słowa kluczowe
Nanorurki węglowe, nanokompozyty, synteza CNT, właściwości powierzchni, dyspersja CNT, charakterystyka
