Časopis Scientific American to opisuje takto: Ak sa medzi Zemou a Mesiacom postaví rebrík, jediným materiálom, ktorý dokáže prekonať takú dlhú vzdialenosť bez toho, aby ho roztrhla vlastná hmotnosť, sú uhlíkové nanotrubice.
Uhlíkové nanorúrky sú jednorozmerný kvantový materiál so špeciálnou štruktúrou. Ich elektrická a tepelná vodivosť môže zvyčajne dosiahnuť 10 000-krát väčšiu pevnosť v ťahu ako medené, ich pevnosť v ťahu je 100-krát väčšia ako oceľ, ale ich hustota je len 1/6 hustoty ocele atď. Sú jedným z najpraktickejších špičkových materiálov.
Uhlíkové nanorúrky sú koaxiálne kruhové trubice zložené z niekoľkých až desiatok vrstiev atómov uhlíka usporiadaných v šesťuholníkovom vzore. Medzi vrstvami sa udržiava pevná vzdialenosť, približne 0,34 nm, s priemerom typicky v rozmedzí od 2 do 20 nm.
Termoplastický polyuretán (TPU)Vďaka svojej vysokej mechanickej pevnosti, dobrej spracovateľnosti a vynikajúcej biokompatibilite sa široko používa v oblastiach ako elektronika, automobilový priemysel a medicína.
Miešaním v tavenineTPUS vodivým uhlíkovým čiernym, grafénom alebo uhlíkovými nanotrubicami je možné pripraviť kompozitné materiály s vodivými vlastnosťami.
Aplikácia kompozitných materiálov zo zmesi TPU/uhlíkových nanorúrok v leteckom priemysle
Letecké pneumatiky sú jediné komponenty, ktoré prichádzajú do kontaktu so zemou počas vzletu a pristátia a vždy boli považované za „klenot“ pneumatického priemyslu.
Pridanie kompozitných materiálov zo zmesi TPU a uhlíkových nanorúrok do dezénu leteckých pneumatík jej poskytuje výhody, ako sú antistatické vlastnosti, vysoká tepelná vodivosť, vysoká odolnosť proti opotrebovaniu a vysoká odolnosť proti roztrhnutiu, s cieľom zlepšiť celkový výkon pneumatiky. To umožňuje rovnomerný prenos statického náboja generovaného pneumatikou počas vzletu a pristátia na zem a zároveň uľahčuje úsporu výrobných nákladov.
Vzhľadom na nanorozmery uhlíkových nanorúrok, hoci môžu zlepšiť rôzne vlastnosti gumy, existuje pri ich aplikácii aj mnoho technických problémov, ako je nízka dispergovateľnosť a lietanie počas procesu miešania gumy.Vodivé častice TPUmajú rovnomernejšiu disperznú rýchlosť ako bežné polyméry z uhlíkových vlákien s cieľom zlepšiť antistatické vlastnosti a tepelnú vodivosť gumárenského priemyslu.
Vodivé častice z uhlíkových nanorúrok TPU majú vynikajúcu mechanickú pevnosť, dobrú tepelnú vodivosť a nízky objemový odpor pri aplikácii v pneumatikách. Keď sa vodivé častice z uhlíkových nanorúrok TPU používajú v špeciálnych prevádzkových vozidlách, ako sú vozidlá na prepravu olejových cisterien, vozidlá na prepravu horľavých a výbušných nákladov atď., pridanie uhlíkových nanorúrok do pneumatík tiež rieši problém elektrostatického výboja v stredne veľkých až vyššej triede vozidiel, ďalej skracuje brzdnú dráhu pneumatík za sucha a mokra, znižuje valivý odpor pneumatík, znižuje hluk pneumatík a zlepšuje antistatický výkon.
Aplikáciavodivé častice z uhlíkových nanotrubiekNa povrchu vysokovýkonných pneumatík preukázal svoje vynikajúce výkonnostné výhody vrátane vysokej odolnosti proti opotrebovaniu a tepelnej vodivosti, nízkeho valivého odporu a trvanlivosti, dobrého antistatického účinku atď. Môže sa použiť na výrobu vysokovýkonných pneumatík, bezpečných a ekologických a má široké trhové vyhliadky.
Aplikácia miešania uhlíkových nanočastíc s polymérnymi materiálmi umožňuje získať nové kompozitné materiály s vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami, dobrou vodivosťou, odolnosťou proti korózii a elektromagnetickým tienením. Polymérne kompozity s uhlíkovými nanotrubicami sa považujú za alternatívu k tradičným inteligentným materiálom a v budúcnosti budú mať čoraz širšie uplatnenie.
Čas uverejnenia: 28. augusta 2025