Erősek a nanocsövekből készült habok

Amerikai kutatók habot állítottak elő többszörös falú szén nanocsövekből. Az elvégzett próbák alatt a nanocsövek eredeti méretük kevesebb mint 15%-ára nyomódtak össze és tízezer terhelési ciklust bírtak ki.

A szén nanocsövek kivételes összetételét testesítik meg az erőnek, a rugalmasságnak és az alacsony sűrűségnek, ami vonzó és érdekes anyaggá teszik ezeket az erős, ultra-könnyű habszerű szerkezetek körében, dicsérte a technikát a kutatásokban résztvevő Rensselaer Műszaki Főiskola munkatársa, Pulickel Ajayan.

Ajayan és kollégái függőleges elrendezésű, többszörös falú szén nanocső tömböket hoztak létre kémiai gőzfázisú rétegelőállítással (CVD). A nanocsövek egy nyílt cellás, azaz parányi nyitott levegőcellákból álló habrendszert alkottak, megközelítőleg 87%-os porozitással.

Általában minél rugalmasabb egy hab, annál gyengébb. Például egy átlagos hab üres területeinek növelése javítja összenyomhatóságát, azonban igen gyorsan veszít erejéből. Ezzel szemben a szén nanocsöves hab amellett, hogy rendkívül erős - nyomószilárdsága 12-15 MPa ­-, kifejezetten rugalmas. A jelenlegi alacsony sűrűségű rugalmas habok nyomószilárdsága, mint például a latex és a poliuretán, általában 20-30 kPa.


Szén nanocsövek nyomás alatt
Az elektronmikroszkópos elemzések bebizonyították, hogy a nanocsövek szabályos görbületeket hoztak létre tengelyük mentén, ami pedig a leglényegesebb, hogy minden nanocső egyöntetűen ugyanazon a hullámhosszon, ugyanabba az irányba hajlik. Ezen felül a nanocső-habok rendkívül gyorsan visszanyerik eredeti méretüket és kiváló az ellenálló képességük is, tízezer terhelési ciklus után sem észleltek jelentős sérülést a kutatók.

Anuyan Cao, a Hawaii Egyetem kutatója, a Science magazinban megjelent publikáció társszerzője szerint a nanocső-haboknak számos alkalmazása lehet az erőhatásokat tompító párnázó anyagoktól, az energiaelnyelő bevonatokig, vagy akár különböző elektromechanikai eszközöket, mint például kisebb tárgyak mozgatására alkalmas aktuátorokat is lehetne belőlük konstruálni.