تولید نانوکامپوزیت با استفاده از نانولوله‌های کربنی با روشی جدید

نانولوله‌های کربنی دارای خواص منحصر به ‌فردی هستند، اما ترکیب آن‌ها با مواد دیگر با سختی انجام می‌شو؛ زیرا این کار منجر به از دست رفتن برخی از ویژگی‌های نانولوله‌ها می‌شود. محققان روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان نانولوله‌های کربنی را با دیگر مواد ترکیب کرد؛ بدون این که خواص مفید نانولوله‌ها دستخوش تغییر شود. این گروه نانولوله‌ها را همانند نخ در هم تنیده و در نهایت شبکه سه بعدی و پایدار از آن‌ها ایجاد کردند.

راینر ادلونگ از مدیران کارگروه نانومواد کاربردی می‌گوید: «هر چند نانولوله‌های کربنی از انعطاف‌پذیری بالایی برخوردار هستند، اما این رشته‌ها نسبت به تغییر بسیار حساس‌اند. پیش از این ما تلاش کرده بودیم تا آن‌ها را به دیگر مواد به‌صورت شیمیایی متصل کنیم، اما این کار منجر به از دست رفتن برخی خواص مفید نانولوله‌ها شد.»

در این پروژه محققان از راهبرد مبتنی بر فرآیند فیلتراسیون شیمیایی مرطوب استفاده کردند. نانولوله‌های کربنی با آب ترکیب شده و درون ماده‌ سرامیکی متخلخل از جنس اکسید روی تزریق می‌شوند. این ماده‌ متخلخل همانند اسفنج، سیال را جذب می‌کند و نانولوله‌های کربنی به سطح داربست متصل می‌شوند و در نهایت به‌صورت خودبه‌خودی تشکیل لایه‌ای پایدار را می‌دهد. این داربست سرامیکی با نانولوله‌های کربنی پوشش داده می‌شود. این لایه نانولوله‌‌ای می‌تواند نقش ضربه‌گیر را ایفا کند، به طوری که فشار وارد شده به جاذب را دفع کند.

این ساختار شبیه به خانه‌هایی است که با طناب و نی ساخته شده‌است که در عین سادگی از استحکام بالایی برخوردار است.

این گروه در گام بعدی اقدام به حل کردن زیرلایه با روش اچ شیمیایی کردن تا با این کار تنها شبکه سه بعدی از نانولوله‌های کربنی باقی ‌بماند. حالا می‌توان از فضاهای خالی میان نانولوله‌ها در این شبکه استفاده کرد. برای مثال، می‌توان در آن پلیمر تزریق نمود و بدون این که ساختار نانولوله‌های کربنی دستخوش تغییر شود، کامپوزیت پلیمر/نانولوله ایجاد نمود.