Nanotubos de carbono más fáciles y seguros de usar en nanocompuestos poliméricos

Un equipo de investigación de Skoltech, la Universidad Aalto y el Instituto Kurnakov ha desarrollado recientemente un enfoque nuevo, versátil y simple para el uso de nanotubos de carbono para la fabricación de nanocompuestos de polímeros de nanotubos de carbono. El método se informa en Carbon e implica la fabricación de briquetas, paquetes densos de polvos de nanotubos de carbono. Los nanocompuestos fabricados con briquetas funcionan igual de bien que los fabricados con masterbatches más caros, que también son específicos de polímeros, es decir, menos versátiles.

“Creemos que el uso de briquetas densas de nanotubos de carbono puede facilitar significativamente el desarrollo de la industria de compuestos de nanotubos de carbono. Esta técnica es barata y aplicable a una amplia variedad de matrices poliméricas, sin sacrificar ninguna de las propiedades eléctricas y térmicas del material final”, afirmó el autor principal del estudio, el estudiante de doctorado de Skoltech Hassaan Butt.

En las últimas décadas, los investigadores académicos y de la industria han investigado intensamente los nanotubos de carbono debido a su combinación única de propiedades eléctricas, térmicas y mecánicas. Mientras tanto, los nanocompuestos a base de polímeros se han convertido en la mayor aplicación de nanotubos de carbono y la más cercana a la integración generalizada en la vida cotidiana. Es fácil entender por qué: las cantidades más pequeñas de nanotubos añadidas a un polímero dotan al material de propiedades fundamentalmente nuevas, como la conductividad eléctrica y la piezorresistividad, además de mejorar de manera crucial sus propiedades térmicas y mecánicas.

El estudio reciente en Carbon comenzó como un intento de abordar el desafío de lograr una dispersión suficiente de nanotubos de carbono dentro de un polímero huésped para lograr propiedades óptimas del compuesto. Con este fin, los investigadores de Skoltech y sus colaboradores del Instituto Kurnakov investigaron el método de expansión rápida de solución supercrítica (RESS) de nanotubos, que conduce a su desaglomeración. Sin embargo, no produjo ninguna mejora en las propiedades finales de los nanocompuestos poliméricos. El equipo decidió explorar las implicaciones de esto desde la perspectiva opuesta.

El coautor del estudio y uno de los principales contribuyentes, el estudiante de doctorado de Skoltech Ilya Novikov, explicó: "Al darnos cuenta de que la expansión rápida produce una disminución de diez veces en la densidad aparente de los nanotubos pero no mejora las propiedades del compuesto, pensamos, ¿por qué no hacemos lo contrario y comprimimos los polvos en su lugar. ¿Qué pasa si la compresión no afecta el rendimiento del material?” La razón por la que esto sería emocionante, agregó, es que una mayor densidad significa una mayor comodidad y menos riesgos de seguridad en la fabricación debido a la aerosolización no deseada de nanotubos.