Geri dönüştürülmüş odun atıklarından elde edilen nanokristaller, karbon fiber kompozitleri daha sert hale getirir
Mevcut teknolojide, ultra ince karbon elyaf şeritleriyle güçlendirilmiş polimerler, “tüy kadar hafif ve çelik kadar güçlü” bir kompozit malzeme sınıfını temsil ederek çeşitli endüstrilerde çok yönlü uygulamalara yol açar. Mukavemeti artırmak ve karbon fiber kompozitlere yüksek elektriksel ve termal iletkenlikler gibi diğer arzu edilen özellikleri vermek için sıklıkla karbon nanotüpler eklenir.
Bununla birlikte, karbon nanotüpleri bu kompozitlere dahil etmek için kullanılan kimyasal işlemler, genellikle nanotüplerin düzensiz bir şekilde yayılmasına ve topaklanmasına neden olarak genel faydayı azaltır.
Araştırmacılar, karbon nanotüplerin eşit dağılımını kolaylaştırmak için ABD Ulusal Bilim Vakfı-de finanse edilen çalışma Teksas A&M Üniversitesi karbon nanotüpleri karbon fiber kompozitlere eşit şekilde kaplamak ve sabitlemek için selüloz nanokristaller adı verilen doğal bitki ürünlerini kullandı.
Araştırmacılar, yöntemlerinin geleneksel yöntemlerden daha hızlı olduğunu ve yeni karbon fiber kompozitlerin tasarlanmasına izin verdiğini söyledi. Sonuçlar dergide yayınlandı Uygulamalı Nano Malzemeler.
NSF’nin Mühendislik Müdürlüğü’nde program direktörü olan Khershed Cooper, “Selüloz nanokristallerin karbon nanotüp/karbon fiber polimer kompozitlere dahil edilmesi, havacılık, otomotiv, denizcilik ve savunma endüstrilerinde potansiyel uygulamaları olan hafif ama sağlam bir malzeme yaratıyor” diyor. “Selüloz nanokristallerini çıkarmak için geri dönüştürülmüş odun atığının kullanılması, onu çevreye zarar vermeyen bir süreç haline getiriyor.”
Kompozitler yerleşik katmanlardır. Örneğin, polimer kompozitler, karbon fiber veya Kevlar gibi fiber katmanlarından ve bir polimer matrisinden yapılır. Bu katmanlı yapı, kompozitlerin zayıflığının kaynağıdır. Katmanlardaki herhangi bir hasar, teknik olarak delaminasyon olarak bilinen bir süreç olan kırılmaya neden olur.
Ekip, karbon nanotüplerin eşit dağılımını kolaylaştırmak için geri dönüştürülmüş odun hamurundan kolayca elde edilen bileşikler olan selüloz nanokristallere yöneldi. Araştırmacılar, benzersiz moleküler yapının nano ölçekte kompozitler oluşturmak için ideal çözümü sunduğunu buldular.