Blitzschutz in den Wolken: Nanokomposite kommen hoch hinaus
Schlägt ein Blitz in ein Flugzeug ein, so fließt der Strom über die leitfähige Flugzeugaußenhaut und tritt beispielsweise aus dem Heck aus. Mit der Einführung der fortgeschrittenen Verbundwerkstoffe bei modernen Flugzeugstrukturen treten jedoch besondere Herausforderungen aufgrund von der ihnen eigenen niedrigen elektrischen Leitfähigkeit auf. Diese Probleme zu überwinden, war erklärtes Ziel des von der EU finanzierten Projekts 'Development of nanofilled prepreg for aircraft composite structures' (CNMD). Das Projekt setzte auf Epoxidharze, die mit Kohlenstoffnanoröhren als Matrizen für Verbundwerkstoffe mit maßgeschneiderten elektrischen Eigenschaften modifiziert werden. Das Projektteam führte eine vorläufige Machbarkeitsstudie zu mit Kohlenstoffnanoröhren modifizierten Epoxidharzen durch. Diese Projektaktivitäten ergaben nützliche Hinweise zu den Bearbeitungsparametern des vorimprägnierten Komposits bzw. Prepregs. Die Nanoröhren wurden mit den Epoxidkomponenten in dem System vorgemischt und dann entweder mittels Ultraschall oder mit Hilfe von drei Roll-Mahlverfahren dispergiert. Diese Prepregs wurden dann zur Herstellung einer Serie von Verbundplatten verwendet. Die CNMD-Konsortionalmitglieder verwendeten die Platten zur Bestimmung der Verarbeitbarkeit sowie der mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Verbundwerkstoffe. Sie konnten durch Optimierung der Herstellungsparameter fehlerfreie, hochwertige nanomodifizierten Platten produzieren. Das Projekt demonstrierte, dass das modifizierte Material bessere Eigenschaften einschließlich einer verbesserten elektrischen Leitfähigkeit aufweist. Eine Auswertung eines Blitzschlags durch CNMD zeigte, dass die modifizierten Platten auch über einen besseren Widerstand gegen Blitzeinschlag verfügen. Das nun abgeschlossene Projekt konnte das Potenzial der Technologie zum Einsatz bei Flugzeugstrukturen nachweisen. Die Bauteilehersteller können nun die Vorteile von Nanokompositen in vollem Umfang ausschöpfen. Zusätzlich wohnt den nanomodifizierten Materialien ein großes Potenzial auf Anwendungen im Fahrzeug-, Schienenverkehrs- und Windturbinenblättersektor inne.
