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Carbon Nanotube Confinement Strategies to Develop Novel Polymer Matrix Composites

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Desarrollo basado en el conocimiento de nanocompuestos a medida

Unos científicos han logrado materializar el potencial previsto de los nanocompuestos basados en carbono para posibilitar componentes ligeros y de alta resistencia con propiedades eléctricas y térmicas nuevas mediante un control de materiales y procesos basado en el conocimiento.

Tecnologías industriales

Nuevos materiales compuestos ligeros, consistentes en matrices poliméricas con nanotubos de carbono (CNT) incrustados, ofrecen una combinación única de rigidez y resistencia con muy altas conductividades térmicas y eléctricas. La falta de conocimientos sobre la manera de adaptar las funciones mediante la manipulación de las propiedades de los CNT y su procesado está impidiendo su uso comercial generalizado. El proyecto financiado por la UE «Carbon nanotube confinement strategies to develop novel polymer matrix composites» (POCO) abordó esta cuestión con hincapié en la interfaz entre CNT y polímero. Se hizo una labor trascendental para conseguir una dispersión controlada de los CNT, el anclaje en el polímero y la optimización de las propiedades en el estado sólido a partir de la nanoestructuración. Aplicaciones en forma de estudios de caso fueron definidas por usuarios finales de los sectores aeroespacial, automotriz, biomédico y de la construcción. Los miembros del consorcio investigaron la funcionalización química de los CNT. Se utilizaron campos eléctricos y magnéticos para facilitar el confinamiento, el posicionamiento y la alineación de los nanotubos de carbono en la matriz de polímero. Los científicos funcionalizaron con éxito las superficies de CNT para controlar el crecimiento del polímero sobre dichas superficies, además de crear conceptos de autoensamblaje para controlar el crecimiento de los CNT. Los científicos lograron mejorar entre un 5 % y un 15 % las propiedades mecánicas de materiales compuestos a base de carbono para fabricar componentes estructurales en las industrias aeroespacial y de la construcción. La modificación controlada de las propiedades eléctricas permitió la producción de recubrimientos basados en polímeros (adecuados para protección antiestática en aplicaciones aeroespaciales) y nanocompuestos metálicos híbridos y ligeros (para la industria automotriz). Trabajos preliminares sobre el uso de nanotubos de carbono como refuerzo de polímeros biodegradables para reparación ósea arrojaron resultados prometedores en términos de estabilidad mecánica y no toxicidad. POCO estableció una colaboración fructífera entre entidades académicas e industriales para llevar conceptos nuevos a buen puerto, desde el punto de vista comercial, y al mismo tiempo formar a la próxima generación de científicos. El proyecto fue de utilidad para trece tesis doctorales y de él surgieron más de veinticuatro artículos publicados en revistas científicas arbitradas. La gran cantidad de datos y técnicas generadas por el consorcio, junto con la demostración de importantes aplicaciones industriales, asegurarán que los resultados de POCO sigan ejerciendo una gran repercusión.

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