Scientific American kuvailee seuraavaa: Jos Maan ja Kuun välille rakennetaan tikkaat, ainoa materiaali, joka voi ulottua niin pitkän matkan repeytymättä omasta painostaan, on hiilinanoputket.
Hiilinanoputket ovat yksiulotteisia kvanttimateriaaleja, joilla on erityinen rakenne. Niiden sähkön- ja lämmönjohtavuus voi yleensä olla jopa 10 000 kertaa kuparin, vetolujuus on 100 kertaa teräksen, mutta tiheys on vain 1/6 teräksen tiheydestä ja niin edelleen. Ne ovat yksi käytännöllisimmistä huippumateriaaleista.
Hiilinanoputket ovat koaksiaalisia pyöreitä putkia, jotka koostuvat useista tai kymmenistä hiiliatomikerroksista kuusikulmaisessa kuviossa. Kerrosten välinen etäisyys on noin 0,34 nm, ja halkaisija on tyypillisesti 2–20 nm.
Termoplastinen polyuretaani (TPU)Sitä käytetään laajalti esimerkiksi elektroniikassa, autoteollisuudessa ja lääketieteessä sen korkean mekaanisen lujuuden, hyvän prosessoitavuuden ja erinomaisen bioyhteensopivuuden ansiosta.
Sulata sekoittamallaTPUJohtavan hiilimustan, grafeenin tai hiilinanoputkien avulla voidaan valmistaa johtavia ominaisuuksia omaavia komposiittimateriaaleja.
TPU/hiilinanoputkisekoituskomposiittimateriaalien käyttö ilmailualalla
Lentokoneiden renkaat ovat ainoat maan kanssa kosketuksissa olevat osat nousun ja laskeutumisen aikana, ja niitä on aina pidetty rengasteollisuuden "kruununjalokivinä".
TPU/hiilinanoputkisekoituskomposiittimateriaalien lisääminen lentokoneiden renkaiden kulutuspintakumiin antaa sille etuja, kuten antistaattisuuden, korkean lämmönjohtavuuden, hyvän kulutuskestävyyden ja repäisylujuuden, mikä parantaa renkaan yleistä suorituskykyä. Tämä mahdollistaa renkaan nousun ja laskeutumisen aikana synnyttämän staattisen varauksen tasaisen siirtymisen maahan ja helpottaa samalla valmistuskustannusten säästämistä.
Hiilinanoputkien nanomittakaavan koon vuoksi, vaikka ne voivat parantaa kumin erilaisia ominaisuuksia, hiilinanoputkien käytössä on myös monia teknisiä haasteita, kuten heikko dispergoituvuus ja lentäminen kumin sekoitusprosessin aikana.TPU-johtavia hiukkasiaon tasaisempi dispersionopeus kuin yleisillä hiilikuitupolymeereillä, ja tavoitteena on parantaa kumiteollisuuden antistaattisia ja lämmönjohtavuusominaisuuksia.
TPU-hiilinanoputkista valmistetuilla johtavilla hiukkasilla on erinomainen mekaaninen lujuus, hyvä lämmönjohtavuus ja alhainen tilavuusresistiivisyys renkaissa käytettäessä. Kun TPU-hiilinanoputkista valmistettuja johtavia hiukkasia käytetään erikoiskäyttöön tarkoitetuissa ajoneuvoissa, kuten öljysäiliökuljetusajoneuvoissa, syttyvien ja räjähtävien tavaroiden kuljetusajoneuvoissa jne., hiilinanoputkien lisääminen renkaisiin ratkaisee myös keski- ja kalliiden ajoneuvojen staattisen sähkön purkausongelman, lyhentää entisestään renkaiden kuiva-märäjarrutusmatkaa, vähentää renkaiden vierintävastusta, vähentää rengasmelua ja parantaa antistaattista suorituskykyä.
Soveltaminenhiilinanoputkien johtavat hiukkasetkorkean suorituskyvyn renkaiden pinnalla on osoittanut erinomaiset suorituskykyetuut, kuten korkea kulutuskestävyys ja lämmönjohtavuus, alhainen vierintävastus ja kestävyys, hyvä antistaattinen vaikutus jne. Sitä voidaan käyttää korkean suorituskyvyn renkaiden valmistukseen, jotka ovat turvallisia ja ympäristöystävällisiä, ja sillä on laajat markkinanäkymät.
Hiilinanohiukkasten ja polymeerimateriaalien yhdistäminen voi tuottaa uusia komposiittimateriaaleja, joilla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet, hyvä johtavuus, korroosionkestävyys ja sähkömagneettinen suojaus. Hiilinanoputkipolymeerikomposiitteja pidetään vaihtoehtona perinteisille älymateriaaleille, ja niiden käyttökohteet tulevat tulevaisuudessa laajenemaan.
Julkaisun aika: 28. elokuuta 2025