مجله Scientific American توضیح می‌دهد که اگر نردبانی بین زمین و ماه ساخته شود، تنها ماده‌ای که می‌تواند چنین مسافت طولانی را بدون اینکه تحت تأثیر وزن خود از هم جدا شود، طی کند، نانولوله‌های کربنی هستند.
نانولوله‌های کربنی یک ماده کوانتومی تک‌بعدی با ساختار ویژه هستند. رسانایی الکتریکی و حرارتی آنها معمولاً می‌تواند به 10000 برابر مس برسد، استحکام کششی آنها 100 برابر فولاد است، اما چگالی آنها تنها 1/6 فولاد است و غیره. آنها یکی از کاربردی‌ترین مواد پیشرفته هستند.
نانولوله‌های کربنی، لوله‌های دایره‌ای هم‌محور هستند که از چندین تا ده‌ها لایه اتم کربن که در یک الگوی شش‌ضلعی چیده شده‌اند، تشکیل شده‌اند. فاصله بین لایه‌ها ثابت است، تقریباً 0.34 نانومتر، و قطر آنها معمولاً بین 2 تا 20 نانومتر است.
پلی اورتان ترموپلاستیک (TPU)به دلیل استحکام مکانیکی بالا، فرآیندپذیری خوب و زیست‌سازگاری عالی، به طور گسترده در زمینه‌هایی مانند الکترونیک، خودرو و پزشکی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
با اختلاط مذابتی پی یوبا کربن سیاه رسانا، گرافن یا نانولوله‌های کربنی، می‌توان مواد کامپوزیتی با خواص رسانا تهیه کرد.
کاربرد مواد کامپوزیتی مخلوط TPU/نانولوله کربنی در حوزه هوانوردی
لاستیک‌های هواپیما تنها اجزایی هستند که هنگام برخاستن و فرود با زمین در تماس هستند و همیشه به عنوان "جواهر تاج" صنعت تولید لاستیک در نظر گرفته شده‌اند.
افزودن مواد کامپوزیتی ترکیبی TPU/نانولوله کربنی به لاستیک آج تایر هوانوردی، مزایایی مانند ضد الکتریسیته ساکن، رسانایی حرارتی بالا، مقاومت بالا در برابر سایش و مقاومت بالا در برابر پارگی را به آن می‌دهد تا عملکرد کلی تایر را بهبود بخشد. این امر باعث می‌شود بار ساکن تولید شده توسط تایر هنگام برخاستن و فرود به طور مساوی به زمین منتقل شود و در عین حال صرفه‌جویی در هزینه‌های تولید را نیز آسان‌تر می‌کند.
با توجه به اندازه نانومقیاس نانولوله‌های کربنی، اگرچه می‌توانند خواص مختلف لاستیک را بهبود بخشند، اما چالش‌های فنی زیادی نیز در کاربرد نانولوله‌های کربنی وجود دارد، مانند پراکندگی ضعیف و پرتاب شدن در طول فرآیند اختلاط لاستیک.ذرات رسانای TPUبا هدف بهبود خواص ضد الکتریسیته ساکن و رسانایی حرارتی در صنعت لاستیک، نرخ پراکندگی یکنواخت‌تری نسبت به پلیمرهای فیبر کربن عمومی دارند.
ذرات رسانای نانولوله کربنی TPU هنگام استفاده در لاستیک‌ها، از استحکام مکانیکی عالی، رسانایی حرارتی خوب و مقاومت حجمی کم برخوردارند. هنگامی که ذرات رسانای نانولوله کربنی TPU در وسایل نقلیه ویژه مانند وسایل نقلیه حمل مخزن نفت، وسایل نقلیه حمل کالاهای قابل اشتعال و انفجار و غیره استفاده می‌شوند، افزودن نانولوله‌های کربنی به لاستیک‌ها، مشکل تخلیه الکترواستاتیک در وسایل نقلیه متوسط تا گران‌قیمت را نیز حل می‌کند، مسافت ترمزگیری خشک و مرطوب لاستیک‌ها را بیشتر کوتاه می‌کند، مقاومت غلتشی لاستیک را کاهش می‌دهد، صدای لاستیک را کم می‌کند و عملکرد ضد الکتریسیته ساکن را بهبود می‌بخشد.
کاربردذرات رسانای نانولوله کربنیروی سطح لاستیک‌های با عملکرد بالا، مزایای عملکرد عالی خود را نشان داده است، از جمله مقاومت در برابر سایش و رسانایی حرارتی بالا، مقاومت غلتشی کم و دوام، اثر ضد الکتریسیته ساکن خوب و غیره. می‌توان از آن برای تولید لاستیک‌های با عملکرد بالا، ایمن و سازگار با محیط زیست استفاده کرد و چشم‌انداز بازار گسترده‌ای دارد.
کاربرد ترکیب نانوذرات کربن با مواد پلیمری می‌تواند مواد کامپوزیتی جدیدی با خواص مکانیکی عالی، رسانایی خوب، مقاومت در برابر خوردگی و محافظت الکترومغناطیسی به دست آورد. کامپوزیت‌های پلیمری نانولوله کربنی به عنوان جایگزینی برای مواد هوشمند سنتی در نظر گرفته می‌شوند و در آینده طیف وسیعی از کاربردها را خواهند داشت.
زمان ارسال: ۲۸ آگوست ۲۰۲۵