Як апісвае часопіс «Scientific American», калі паміж Зямлёй і Месяцам пабудаваць лесвіцу, то адзіным матэрыялам, які можа пераадолець такую вялікую адлегласць, не разрываючы яе пад уласнай вагой, з'яўляюцца вугляродныя нанатрубкі.
Вугляродныя нанатрубкі — гэта аднамерны квантавы матэрыял са спецыяльнай структурай. Іх электра- і цеплаправоднасць звычайна можа дасягаць 10 000 разоў большай, чым у медзі, іх трываласць на разрыў у 100 разоў большая, чым у сталі, але іх шчыльнасць складае толькі 1/6 ад шчыльнасці сталі і гэтак далей. Яны з'яўляюцца аднымі з самых практычных перадавых матэрыялаў.
Вугляродныя нанатрубкі — гэта кааксіяльныя круглыя трубкі, якія складаюцца з некалькіх ці дзясяткаў слаёў атамаў вугляроду, размешчаных у шасцікутным узоры. Паміж слаямі падтрымліваецца фіксаваная адлегласць, прыблізна 0,34 нм, з дыяметрам, які звычайна вагаецца ад 2 да 20 нм.
Тэрмапластычны поліўрэтан (ТПУ)шырока выкарыстоўваецца ў такіх галінах, як электроніка, аўтамабілебудаванне і медыцына, дзякуючы высокай механічнай трываласці, добрай апрацоўвальнасці і выдатнай біясумяшчальнасці.
Шляхам змешвання ў расплавеТПУЗ дапамогай праводнай сажы, графену або вугляродных нанатрубак можна атрымаць кампазітныя матэрыялы з праводнымі ўласцівасцямі.
Прымяненне кампазітных матэрыялаў на аснове ТПУ/вугляродных нанатрубак у авіяцыйнай галіне
Авіяцыйныя шыны — адзіныя кампаненты, якія датыкаюцца з зямлёй падчас узлёту і пасадкі, і заўсёды лічыліся «жамчужынай» шыннай прамысловасці.
Даданне кампазітных матэрыялаў на аснове ТПУ і вугляродных нанатрубак у гуму пратэктара авіяцыйных шын дае ёй такія перавагі, як антыстатычныя ўласцівасці, высокая цеплаправоднасць, высокая зносаўстойлівасць і высокая трываласць на разрыў, што паляпшае агульныя характарыстыкі шыны. Гэта дазваляе раўнамерна перадаваць на зямлю статычны зарад, які ствараецца шынай падчас узлёту і пасадкі, а таксама спрашчае эканомію вытворчых выдаткаў.
З-за нанамаштабнага памеру вугляродных нанатрубак, хоць яны і могуць паляпшаць розныя ўласцівасці гумы, існуе таксама шмат тэхнічных праблем пры іх ужыванні, такіх як дрэнная дысперснасць і разлятанне падчас працэсу змешвання гумы.Праводныя часціцы ТПУмаюць больш раўнамерную хуткасць дысперсіі, чым звычайныя вугляродныя валакністыя палімеры, з мэтай паляпшэння антыстатычных уласцівасцей і цеплаправоднасці гумовай прамысловасці.
Праводныя часціцы вугляродных нанатрубак TPU валодаюць выдатнай механічнай трываласцю, добрай цеплаправоднасцю і нізкім аб'ёмным супраціўленнем пры ўжыванні ў шынах. Пры выкарыстанні праводных часціц вугляродных нанатрубак TPU ў спецыяльных транспартных сродках, такіх як транспартныя сродкі для перавозкі нафтавых цыстэрн, транспартныя сродкі для перавозкі лёгкаўзгаральных і выбуховых грузаў і г.д., даданне вугляродных нанатрубак у шыны таксама вырашае праблему электрастатычнага разраду ў аўтамабілях сярэдняга і высокага класа, дадаткова скарачае сухі тармазны шлях шын на мокрым дарозе, зніжае супраціўленне кочэння шын, зніжае шум шын і паляпшае антыстатычныя характарыстыкі.
Ужываннеправодзячыя часціцы вугляродных нанатрубакна паверхні высокапрадукцыйных шын прадэманстраваў свае выдатныя перавагі ў эксплуатацыі, у тым ліку высокую зносаўстойлівасць і цеплаправоднасць, нізкае супраціўленне кочэнню і даўгавечнасць, добры антыстатычны эфект і г.д. Ён можа быць выкарыстаны для вытворчасці высокапрадукцыйных шын, бяспечных і экалагічна чыстых, і мае шырокія рынкавыя перспектывы.
Змешванне вугляродных наначасціц з палімернымі матэрыяламі дазваляе атрымаць новыя кампазітныя матэрыялы з выдатнымі механічнымі ўласцівасцямі, добрай праводнасцю, каразійнай устойлівасцю і электрамагнітным экранаваннем. Палімерныя кампазіты на аснове вугляродных нанатрубак разглядаюцца як альтэрнатыва традыцыйным разумным матэрыялам і ў будучыні будуць мець усё больш шырокі спектр прымянення.
Час публікацыі: 28 жніўня 2025 г.