Scientific American beschreibt dies so: Wenn man eine Leiter zwischen Erde und Mond bauen würde, wäre das einzige Material, das eine so große Distanz überbrücken könnte, ohne durch sein eigenes Gewicht auseinandergerissen zu werden, Kohlenstoffnanoröhren.
Kohlenstoffnanoröhren sind ein eindimensionales Quantenmaterial mit einer besonderen Struktur. Ihre elektrische und thermische Leitfähigkeit ist in der Regel 10.000-mal höher als die von Kupfer, ihre Zugfestigkeit 100-mal höher als die von Stahl, ihre Dichte jedoch nur 1/6 der von Stahl usw. Sie zählen zu den vielversprechendsten und modernsten Werkstoffen.
Kohlenstoffnanoröhren sind koaxiale, kreisförmige Röhren, die aus mehreren bis Dutzenden von Kohlenstoffatomschichten in hexagonaler Anordnung bestehen. Der Abstand zwischen den Schichten beträgt konstant etwa 0,34 nm, der Durchmesser liegt typischerweise zwischen 2 und 20 nm.
Thermoplastisches Polyurethan (TPU)Aufgrund seiner hohen mechanischen Festigkeit, guten Verarbeitbarkeit und ausgezeichneten Biokompatibilität findet es breite Anwendung in Bereichen wie Elektronik, Automobilindustrie und Medizin.
Durch SchmelzvermischenTPUMit leitfähigem Ruß, Graphen oder Kohlenstoffnanoröhren lassen sich Verbundwerkstoffe mit leitfähigen Eigenschaften herstellen.
Anwendung von TPU/Kohlenstoffnanoröhren-Mischverbundwerkstoffen im Luftfahrtbereich
Flugzeugreifen sind die einzigen Bauteile, die beim Start und bei der Landung mit dem Boden in Berührung kommen und gelten seit jeher als das „Kronjuwel“ der Reifenindustrie.
Die Zugabe von TPU/Kohlenstoffnanoröhren-Verbundwerkstoffen zum Laufflächengummi von Flugzeugreifen verleiht diesem Vorteile wie antistatische Eigenschaften, hohe Wärmeleitfähigkeit, hohe Verschleißfestigkeit und hohe Reißfestigkeit, wodurch die Gesamtleistung des Reifens verbessert wird. Dies ermöglicht die gleichmäßige Ableitung der beim Start und bei der Landung entstehenden statischen Ladung auf den Boden und trägt gleichzeitig zur Senkung der Herstellungskosten bei.
Aufgrund der Nanogröße von Kohlenstoffnanoröhren können zwar verschiedene Eigenschaften von Kautschuk verbessert werden, es gibt aber auch viele technische Herausforderungen bei der Anwendung von Kohlenstoffnanoröhren, wie z. B. schlechte Dispergierbarkeit und das Abfliegen während des Kautschukmischprozesses.TPU-leitfähige PartikelSie weisen eine gleichmäßigere Dispersionsrate auf als herkömmliche Kohlenstofffaserpolymere, mit dem Ziel, die antistatischen und thermischen Leitfähigkeitseigenschaften der Gummiindustrie zu verbessern.
TPU-Kohlenstoffnanoröhren-Leitpartikel weisen in Reifen eine ausgezeichnete mechanische Festigkeit, gute Wärmeleitfähigkeit und einen geringen spezifischen Widerstand auf. Bei Verwendung in Spezialfahrzeugen wie Öltankwagen oder Fahrzeugen für den Transport von brennbaren und explosiven Gütern trägt die Zugabe von Kohlenstoffnanoröhren zu den Reifen außerdem zur Lösung des Problems der elektrostatischen Entladung bei, verkürzt den Bremsweg bei trockenen und nassen Bedingungen, reduziert den Rollwiderstand und die Reifengeräusche und verbessert die antistatischen Eigenschaften.
Die Anwendung vonleitfähige KohlenstoffnanoröhrenpartikelDie Oberfläche von Hochleistungsreifen hat ihre hervorragenden Leistungsvorteile unter Beweis gestellt, darunter hohe Verschleißfestigkeit und Wärmeleitfähigkeit, geringer Rollwiderstand und Langlebigkeit, gute antistatische Wirkung usw. Sie kann zur Herstellung von Hochleistungsreifen verwendet werden, die sicher und umweltfreundlich sind und breite Marktperspektiven haben.
Durch die Beimischung von Kohlenstoffnanopartikeln zu Polymermaterialien lassen sich neue Verbundwerkstoffe mit hervorragenden mechanischen Eigenschaften, guter Leitfähigkeit, Korrosionsbeständigkeit und elektromagnetischer Abschirmung herstellen. Kohlenstoffnanoröhren-Polymer-Verbundwerkstoffe gelten als Alternative zu herkömmlichen intelligenten Materialien und werden zukünftig ein immer breiteres Anwendungsgebiet haben.
Veröffentlichungsdatum: 28. August 2025