Tworzywa sztuczne to podstawa niezliczonych gałęzi technologii. Mają jednak naturalne ograniczenia pod względem wytrzymałości mechanicznej oraz przewodnictwa elektrycznego i cieplnego – przypominają naukowcy z University of Science and Technology of China.

Aby poprawić te niedoskonałości plastików, badacze postanowili wzbogacić je o drukowane węglowe nanorurki. Jak bowiem tłumaczą, nanorurki węglowe mają znakomite właściwości mechaniczne, elektryczne i cieplne. Brakowało jednak dobrych technologii, które pozwałaby łączyć je z tworzywami.

Na łamach magazynu „National Science Review” naukowcy opisali uniwersalną technologię, która łączy sieci nanorurek węglowych z polimerami termoplastycznymi. W ten sposób - jak twierdzą badacze - powstały „supertworzywa”.

Opisując swoją metodę - wyjaśniają, że w pierwszej kolejności wytworzyli ciągłe sieci nanorurek węglowych metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej, z użyciem katalizatora unoszonego w strumieniu gazu. Następnie włączali te sieci do różnych roztworów polimerów, w tym poliamidu 6 (PA6), poliwinylopirolidonu (PVP), poliakrylonitrylu (PAN), poliwęglanu (PC) i polietero-ketono-ketonu (PEKK).

Wzorując się na zasadzie działania sieci rybackich zmniejszyli i zagęścili luźne zespoły sieci nanorurek węglowych w polimerowych roztworach, co pozwoliło uzyskać odpowiednie połączenie dużej ilości nanorurek z polimerami oraz ich równomierne połączenie w skali nanometrycznej.

Sieć nanorurek, która dobrze przewodzi elektryczność i ciepło, nadała tworzywom znakomite elektryczne i termiczne – podkreślają eksperci. Ponadto poprawiły się parametry mechaniczne, takie jak wytrzymałość na rozciąganie.

Niektóre z tworzyw nadają się ponadto to wykorzystania w drukarkach 3D i prasowania na gorąco. Jako przykład tych możliwości badacze, metodą druku 3D wykonali z takiego tworzywa radiator, który szybko odprowadzał ciepło ze źródła o temperaturze 90 st. C i zapewniał bardzo dobre, kierunkowe rozpraszanie ciepła.

Marek Matacz (PAP)

mat/ zan/