Графеновые нанотрубки: прорыв в полимерной промышленности
Полимеры с улучшенными графеновыми нанотрубками становятся все более востребованными в промышленности: инновации помогают создать экосистему с более высокой эффективностью и долговечностью. Как пишет портал Plastics News Europe, любой сектор производства выигрывает от применения нанотрубок из графена, от ветряных турбин и автошин до банальной бытовой антистатической упаковки.
Новые достижения и основные проблемы в области нанополимеров были одними из ключевых тем обсуждения на саммите по нанотехнологиям в области материаловедения в 2019 году (NAUM) в Киото, Япония, 5-6 ноября. В научном съезде приняли участие 450 делегатов из 31 страны: инженеры и ученые обсуждали новые применения крошечных трубок, сочетающих в себе постоянные антистатические свойства и надежные механические характеристики.
Группа Lehvoss представила свои результаты по улучшению характеристик PA6, PA12, PPS и TPU с составами графеновых нанотрубок, которые уже доступны в промышленном масштабе.
«С помощью графеновых нанотрубок компания смогла разработать первый на рынке электропроводящий материал для лазерного спекания, подходящий для технологий плавления в станине и технологии FFF. Если вы думаете о приложениях [идеи], то это носители, лотки, корпуса, коммутаторы, контейнеры и медицинское оборудование», — сказал Марко Берт, менеджер по разработке продуктов Lehvoss Group.
Шведская группа по производству резины и пластмасс Trelleborg AB подчеркнула способность графеновых нанотрубок обеспечивать проводимость и повышать устойчивость к старению и истиранию в термопластах. Компания использовала материалы для решения вопроса о поперечном сечении радара (RCS) в ветряных турбинах. Как правило, в аэропорту вечной проблемой остается с радиолокационными системами захода на посадку.
Использование графеновых нанотрубок в термопластичных компонентах помогло компании создать скрытый объект, способный поглощать более 99% падающей радиолокационной волны. «Целый гигаватт энергии возобновляемой энергии может быть разблокирован с помощью этой технологии», — пояснил Адам Невин, глава отдела инноваций Trelleborg Applied Technologies.
Финская компания Arctic Biomaterials специализируется на экологически чистых и биоразлагаемых пластмассах. «Мы создаем биоразлагаемые композиты с нанотрубками Tuball», — сказал Ари Рослинг, директор отдела исследований и разработок.
Графеновые нанокомпозиты — будущее полимерной промышленности
Графеновые нанокомпозитные материалы весьма востребованы в медицине. Например, преодолев типичные недостатки, биоразлагаемые полимерные нанокомпозиты пригодны для прямой доставки электростимуляции в клетку, а также для использования в качестве тканевого материала для остеосинтеза и для восстановления нервной системы и сердца.
Нанотрубки могут быть использованы в качестве компонента материала для переходной электроники и антистатической упаковки. Огромный рынок, уже вовсю внедряющий графеновые нанотрубки, — это каучуковые фабрики и шинные заводы.
«Ключевой проблемой для отрасли является сочетание механических характеристик со стабильным уровнем электропроводности», — отметила Екатерина Горбунова, вице-президент по эластомерам компании OCSiAl.
Эксперты OCSiAl отмечают, что нанотрубки решают эту проблему в натуральных каучуках. Описывая их как «третью большую революцию» в шинной промышленности (после изобретения радиальной конструкции и технологии кремнезема) Жан-Николя Хельт, разработчик OCSiAl, сказал, что графеновые нанотрубки улучшили «все ключевые свойства одновременно». Иными словами, они идеальны, раз помогли разом решить все проблемы при производстве автомобильных шин.
Нанотрубки Tuball оптимизируют общую производительность шин, улучшают стойкость к истиранию, продляя срок их службы. Графеновые нанотрубки улучшают также сцепление на мокрой поверхности, что повышает безопасность, обеспечивая отличную электропроводность и защиту электрооборудования автомобиля. Нанополимеры из графена гарантируют беспрецедентное улучшение сопротивления качению, что снижает средства на проведение ТО и потребление топлива.
Японский многонациональный производитель Daikin Industries также использует нанотрубки Tuball для увеличения прочности на разрыв, проводимости и модуля фторэластомеров, которые из-за своей термической и химической стойкости уже пользуются повышенным спросом в автомобильной и полупроводниковой промышленности.
