Fólia nanocsövekből

A szén nanocsövek általában csak néhányszor nagyobbak, mint a méter milliárdod része. A legerősebb és legjobb vezetőképességű anyagok közé tartoznak, amit az ember jelenleg elő tud állítani. A kutatók már jó ideje álmodnak arról, hogy az anyagot felhasználhassák nagy hatásfokú elektromos hálózatokhoz, extrém hosszú függőhidakhoz vagy akár űrliftekhez, amelyekkel a műholdakat közvetlenül a világűrbe lehetne juttatni. Hiába rendelkeznek azonban kiemelkedő képességekkel a nanocsövek, ha nem készíthető belőlük emberi léptékekben is használható szerkezeti anyag. Gyakran műgyantával keverve kompozit anyagot készítenek belőlük, de a pozitív tulajdonságokat eddig nem igazán sikerült megőrizni.

Az amerikai Nanocomp vállalat munkatársai most egy olyan technológián dolgoznak, amellyel a szén nanocsövekből papírvékony fólia készíthető, amit méter hosszúságú darabokban lehet gyártani. Habár a termék nem olyan erős és vezetőképessége is gyengébb, mint egy nanocsőnek, az elektromos vezetékekben alkalmazott rezet máris ki lehetne váltani vele. Egyik lehetséges alkalmazási terület a repülőgépek kábelezése, amelyben komoly súlyt lehetne megspórolni. A kisebb súly csökkenti az üzemanyag felhasználást, egyben növeli a repülési időt.

A fólia ezen kívül kiválóan alkalmas koaxiális kábelek árnyékoló rétegének, továbbá bevethető műholdak kozmikus sugárzástól való védelmére is. Utóbbi területen már elindult egy projekt a NASA-val közösen, amelyben az anyagot Deep Space típusú szondákhoz használnák fel.

A Nanocomp technológiája alkoholt és vas alapú katalizátort használ. A kiinduló sárga oldatot magas nyomáson és hőmérsékleten üzemelő kemencébe helyezik, amelyben az extrém körülmények gondoskodnak arról, hogy az alkohol szén atomjai egymáshoz kötődjenek és minden eddiginél hosszabb, akár milliméteres nanocsöveket alkossanak. A kemencéből kivéve hálózatok képződnek az egymásba gabalyodott részecskékből, amelyek a kész fólia nagy szakítószilárdságát biztosítják. Következő gyártási lépcsőben erős savat alkalmaznak, amely a száradási folyamat során a kapilláris hatás következtében beszívódik a szövetbe és gondoskodik róla, hogy a nanocsövek közelebb kerüljenek egymáshoz. A fólia ezután egy sűrű, fénylő, egymáshoz szorosan kötődő nanocsövekből álló szőnyeg lesz. A savkezelés a fóliának összességében jobb szilárdsági és elektromos vezető tulajdonságokat kölcsönöz.

A gyártási folyamat végén intenzív minőségellenőrzési tesztek következnek. Többek között a fólia szakítószilárdságát is mérik, amely jelenleg már majdnem megfelel az acél megfelelő értékének. (Kép: Porter Gifford)

A vállalat az utóbbi hónapokban sikeresen optimalizálta a gyártási folyamatot. Mindazonáltal gyorsnak még így sem nevezhető: kb. 18 órába telik, amíg elkészül egy két négyzetméteres fólia. Közben a kemencék folyamatosan működnek. John Dorr a Nanocomp üzletfejlesztési vezetője szerint csak a tömegtermelés segíthet abban, hogy a futurisztikus alkalmazási lehetőségek ténylegesen megvalósulhassanak: „Először ez hozza ki a nanocsöveket a laborból és viszi versenyképes áron a piacra” – mondta.

Forrás: www.heise.de/tr (Technology Review)

Ritzinger György