Dodanie do polimerów drukowanych nanorurek nadało im niebywałe właściwości. Plastiki poddane tej modyfikacji zaczęły wyjątkowo efektywnie przewodzić prąd elektryczny i ciepło, co czyni je idealnymi do zastosowań w dziedzinie elektroniki.
Tworzywa sztuczne stanowią fundament niezliczonych dziedzin technologii. Posiadają jednak pewne inherentne ograniczenia dotyczące wytrzymałości mechanicznej oraz zdolności przewodzenia prądu i ciepła – zwracają uwagę badacze z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Chinach.
W celu udoskonalenia tych niedoskonałości polimerów, naukowcy podjęli decyzję o wzbogaceniu ich o drukowane nanorurki węglowe. Jak wyjaśniają, nanorurki węglowe charakteryzują się doskonałymi parametrami mechanicznymi, elektrycznymi i termicznymi. Brakowało jednak skutecznych technologii umożliwiających ich połączenie z materiałami polimerowymi.
„Supertworzywa” przyszłości. To innowacyjne odkrycie
W publikacji naukowej „National Science Review” autorzy przedstawili uniwersalną metodę integracji sieci nanorurek węglowych z polimerami termoplastycznymi. Według naukowców, dzięki tej technice powstały „supertworzywa”.
Opisując zastosowaną przez siebie procedurę, badacze tłumaczą, że najpierw stworzyli spójne sieci nanorurek węglowych przy użyciu metody chemicznego osadzania z fazy gazowej, z wykorzystaniem nośnika katalizatora w strumieniu gazu. Następnie sieci te wprowadzili do różnych roztworów polimerów, w tym poliamidu 6 (PA6), poliwinylopirolidonu (PVP), poliakrylonitrylu (PAN), poliwęglanu (PC) oraz polietero-ketono-ketonu (PEKK).
Inspirowani zasadą działania sieci rybackich, naukowcy zredukowali i zagęścili luźne struktury sieci nanorurek węglowych w roztworach polimerowych. Pozwoliło to na uzyskanie właściwego połączenia dużej ilości nanorurek z polimerami oraz ich jednorodnego zespolenia w skali nanometrycznej.
Nowe polimery zrewolucjonizują produkcję urządzeń
Sieć nanorurek, która efektywnie przewodzi prąd i ciepło, nadała tworzywom wyjątkowe właściwości elektryczne i termiczne – podkreślają specjaliści. Dodatkowo, nastąpiła poprawa parametrów mechanicznych, takich jak wytrzymałość na rozciąganie.
Niektóre z opracowanych tworzyw nadają się również do wykorzystania w drukarkach 3D oraz w procesach prasowania na gorąco. Jako ilustrację tych możliwości, badacze wykonali za pomocą druku 3D radiator z tego materiału. Element ten skutecznie odprowadzał ciepło ze źródła o temperaturze 90 stopni Celsjusza, zapewniając bardzo efektywne, ukierunkowane rozpraszanie ciepła.
Marek Matacz (PAP)
mat/ zan/