Karbon Nanotüplerin Polimer Nanokompozitte Kullanımı Daha Kolay ve Daha Güvenli

Skoltech, Aalto Üniversitesi ve Kurnakov Enstitüsü'nden bir araştırma ekibi yakın zamanda karbon nanotüp-polimer nanokompozitlerinin üretiminde karbon nanotüplerin kullanımına yönelik yeni, çok yönlü ve basit bir yaklaşım geliştirdi. Yöntem Carbon'da bildirildi ve briketlerin (karbon nanotüp tozlarından oluşan yoğun paketler) yapımını içeriyor. Briketlerle yapılan nanokompozitler, aynı zamanda polimere özgü olan, yani daha az çok yönlü olan daha pahalı masterbatchlerden yapılanlarla eşit derecede iyi performans gösterir.

"Karbon nanotüplerden oluşan yoğun briketlerin kullanımının, karbon nanotüp kompozit endüstrisinin gelişimini önemli ölçüde kolaylaştırabileceğine inanıyoruz. Bu teknik ucuzdur ve nihai malzemenin herhangi bir elektriksel ve termal özelliğinden ödün vermeden çok çeşitli polimer matrislere uygulanabilir." Çalışmanın baş yazarı Skoltech Doktora öğrencisi Hassaan Butt, belirtti.

Son yıllarda karbon nanotüpler, elektriksel, termal ve mekanik özelliklerin benzersiz kombinasyonundan dolayı akademi ve endüstriden araştırmacılar tarafından yoğun bir şekilde araştırılmaktadır. Bu arada polimer bazlı nanokompozitler, en büyük karbon nanotüp uygulaması ve günlük hayata yaygın entegrasyona en yakın uygulama haline geldi. Nedenini anlamak kolaydır: Bir polimere eklenen en küçük nanotüp miktarları, malzemeye elektriksel iletkenlik ve piezodirenç gibi temelde yeni özellikler kazandırmanın yanı sıra termal ve mekanik özelliklerini de önemli ölçüde artırır.

Carbon'daki son çalışma, optimal kompozit özelliklere ulaşmak için bir konakçı polimer içinde yeterli karbon nanotüp dağılımı elde etme zorluğunu gidermeye yönelik bir girişim olarak başladı. Bu amaçla, Kurnakov Enstitüsü'nden Skoltech araştırmacıları ve onların işbirlikçileri, nanotüplerin süperkritik çözeltisinin (RESS) hızlı bir şekilde genişletilmesine yönelik yöntemi araştırdı ve bu da bunların dağılmasına yol açtı. Ancak polimer nanokompozitlerin nihai özelliklerinde herhangi bir gelişme sağlanamamıştır. Ekip bunun sonuçlarını karşıt perspektiften araştırmaya karar verdi.

Çalışmanın ortak yazarı ve ana katkıda bulunanlardan biri olan Skoltech Doktora öğrencisi Ilya Novikov şöyle açıkladı: "Hızlı genleşmenin nanotüplerin yığın yoğunluğunda on kat azalmaya neden olduğunu ancak kompozit özellikleri iyileştirmediğini fark ettikten sonra, neden olmasın diye düşündük. bunun tersini yapıyoruz ve bunun yerine tozları sıkıştırıyoruz. Peki ya sıkıştırma malzemenin performansını olumsuz etkilemiyorsa?” Bunun heyecan verici olmasının nedeni, daha yüksek yoğunluğun daha fazla rahatlık anlamına gelmesi ve istenmeyen nanotüp aerosolizasyonu nedeniyle üretimde daha az güvenlik tehlikesi anlamına gelmesidir.