Як стверджує журнал «Scientific American», якщо між Землею та Місяцем побудувати драбину, то єдиним матеріалом, який може подолати таку велику відстань, не розриваючись під дією власної ваги, будуть вуглецеві нанотрубки.
Вуглецеві нанотрубки – це одновимірний квантовий матеріал зі спеціальною структурою. Їхня електро- та теплопровідність зазвичай може досягати 10 000 разів більшої, ніж у міді, їхня міцність на розрив у 100 разів більша, ніж у сталі, але їхня щільність становить лише 1/6 сталі тощо. Вони є одними з найпрактичніших передових матеріалів.
Вуглецеві нанотрубки – це коаксіальні круглі трубки, що складаються з кількох або десятків шарів атомів вуглецю, розташованих у формі шестикутника. Між шарами дотримуються фіксованої відстані, приблизно 0,34 нм, з діаметром, який зазвичай коливається від 2 до 20 нм.
Термопластичний поліуретан (ТПУ)широко використовується в таких галузях, як електроніка, автомобілебудування та медицина, завдяки високій механічній міцності, добрій технологічності та чудовій біосумісності.
Шляхом розплавленого змішуванняТПУЗ провідною сажею, графеном або вуглецевими нанотрубками можна виготовити композитні матеріали з провідними властивостями.
Застосування композитних матеріалів на основі ТПУ/вуглецевих нанотрубок в авіаційній галузі
Авіаційні шини – це єдині компоненти, які контактують із землею під час зльоту та посадки, і завжди вважалися «перлиною» шинної промисловості.
Додавання композитних матеріалів на основі ТПУ/вуглецевих нанотрубок до гуми протектора авіаційних шин надає їй такі переваги, як антистатичність, висока теплопровідність, висока зносостійкість та висока стійкість до розриву, що покращує загальні характеристики шини. Це дозволяє рівномірно передавати статичний заряд, що генерується шиною під час зльоту та посадки, на землю, а також полегшує економію виробничих витрат.
Через нанорозмір вуглецевих нанотрубок, хоча вони можуть покращувати різні властивості гуми, існує також багато технічних проблем у застосуванні вуглецевих нанотрубок, таких як погана диспергованість та розлітання під час процесу змішування гуми.Провідні частинки ТПУмають більш рівномірну швидкість дисперсії, ніж звичайні вуглецеві волокнисті полімери, з метою покращення антистатичних властивостей та теплопровідності гумової промисловості.
Провідні частинки з вуглецевих нанотрубок TPU мають чудову механічну міцність, добру теплопровідність та низький об'ємний опір при застосуванні в шинах. Коли провідні частинки з вуглецевих нанотрубок TPU використовуються в транспортних засобах спеціального призначення, таких як транспортні засоби для перевезення нафтових резервуарів, транспортні засоби для перевезення легкозаймистих та вибухонебезпечних вантажів тощо, додавання вуглецевих нанотрубок до шин також вирішує проблему електростатичного розряду в транспортних засобах середнього та високого класу, додатково скорочує гальмівний шлях шин на сухому та мокрому покритті, зменшує опір коченню шин, зменшує шум шин та покращує антистатичні характеристики.
Застосуванняпровідні частинки з вуглецевих нанотрубокна поверхні високопродуктивних шин продемонстрував свої чудові переваги в експлуатаційних характеристиках, включаючи високу зносостійкість і теплопровідність, низький опір коченню та довговічність, хороший антистатичний ефект тощо. Його можна використовувати для виробництва високопродуктивних шин, безпечних та екологічно чистих, а також він має широкі ринкові перспективи.
Застосування змішування вуглецевих наночастинок з полімерними матеріалами може дозволити отримати нові композитні матеріали з чудовими механічними властивостями, гарною провідністю, корозійною стійкістю та електромагнітним екрануванням. Полімерні композити на основі вуглецевих нанотрубок розглядаються як альтернатива традиційним інтелектуальним матеріалам і матимуть дедалі ширший спектр застосування в майбутньому.
Час публікації: 28 серпня 2025 р.