Nanokompozyty węglowe
Kompozyty (składające się różnych materiałów bez wyraźnych granic między nimi) są podstawowymi elementami budulcowymi lekkich i wytrzymałych podzespołów stosowanych w sektorze transportowym. W kompozytach takich zwykle wykorzystuje się żywicową matrycę oraz wbudowane w nią materiały wzmacniające. Do najbardziej znanych należą włókna szklane oraz włókna węglowe o różnych morfologiach. Dzięki nanotechnologii nanowypełniacze takie jak nanorurki węglowe (CNT) odgrywają coraz ważniejszą rolę w tworzeniu nowych, multifunkcjonalnych kompozytów. Naukowcy uczestniczący w unijnym projekcie BME CLEAN SKY 032 wykorzystują nanorurki węglowe zarówno w matrycy z żywicy epoksydowej (polimerowej), jak i we włóknach wzmacniających. Celem tych prac jest umożliwienie produkcji komponentów lotniczych o ulepszonych właściwościach mechanicznych, elektrycznych i termicznych. Obróbka tak skomplikowanych materiałów nie jest zadaniem łatwym. Naukowcy koncentrują się na trójetapowej technice przedmieszki umożliwiającej dyspersję CNT w lepiszczu z żywicy epoksydowej. Przedmieszki są granulkami polimerowymi, a nie materiałami ciekłymi, proszkowymi czy pastami. Granulki te zapewniają równomierną dyspersję i zwiększają stabilność procesu. Badacze wykorzystali elektrospinning, aby uzyskać wzmocnione nanorurkami węglowymi przędze nanowłókniste do kwazijednokierunkowego wzmocnienia hybrydowego lepiszcza nanorurkowo-epoksydowego. Następnie przygotowane próbki laminatów przetestowano i scharakteryzowano. Wielościenne nanorurki węglowe (MWCNT) okazały się bardzo skutecznym wzmocnieniem lepiszcza epoksydowego, zarówno stosowane w izolacji, jak i w połączeniu z konwencjonalnymi włóknami węglowymi. Metoda mieszania przedmieszki pozwoliła na uzyskanie doskonałej dyspersji MWCNT w lepiszczach epoksydowych. To powinno ułatwić produkcję gotowych taśmy zawierających MWCNT (wstępnie zaimpregnowanych i wzmocnionych włóknami). Metoda karbonizacji opracowana w celu wytworzenia nanowłókien węglowych okazała się dużo szybsza i tańsza niż tradycyjne techniki. Wypełnione CNT nanowłókna węglowe wykazują się doskonałym przewodnictwem, zwiększoną stabilnością i ulepszonymi właściwościami mechanicznymi. Projekt BME CLEAN SKY 032 przyczynił się do rozwoju szeregu ważnych materiałów i technik obróbki, które powinny zainteresować producentów kompozytów. Określono parametry wymagane do uruchomienia produkcji przemysłowej, a komercjalizacja tej technologii powinna w niedalekiej przyszłości doprowadzić do powstania nowych ulepszonych podzespołów.
