Nieuwe technologie die zowel de elektrische als thermische geleidbaarheid van conventionele composietmaterialen zou kunnen verbeteren, is ontwikkeld dankzij een samenwerking tussen de Universiteit van Surrey, Universiteit van Bristol en het ruimtevaartbedrijf Bombardier.

Koolstofvezelcomposieten, samengesteld uit versterkende koolstofvezels in een plastic, hebben een revolutie teweeggebracht in industrieën die sterke, maar lichte materialen. Echter, hun toepassing is belemmerd door inherent slechte elektrische en thermische geleidbaarheid.

Nieuw onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , toont aan dat door het kweken van nanomaterialen, specifiek koolstof nanobuisjes, op het oppervlak van de koolstofvezels is het mogelijk om deze noodzakelijke eigenschappen te verlenen.

Het onderzoek, uitgevoerd aan het Advanced Technology Institute (ATI) van de University of Surrey en het Advanced Composite Centre for Innovation and Science (ACCIS) van de University of Bristol, pronkt met het potentieel van een met koolstofvezel versterkte kunststof om multifunctioneel te worden gemaakt, terwijl de structurele integriteit behouden blijft. Nieuwe functionaliteit inclusief sensoren, energieopwekkende verlichting en communicatieantennes kunnen nu worden geïntegreerd in de structuur van het composiet om een ​​nieuw tijdperk in composiettechnologie in te luiden.

Professor Ravi Silva, Directeur van de ATI en hoofd van het Nanoelectronics Center (NEC) aan de Universiteit van Surrey zei:"In de toekomst zullen koolstof nanobuis gemodificeerde koolstofvezelcomposieten kunnen leiden tot opwindende mogelijkheden zoals energieoogst- en opslagstructuren met zelfherstellende mogelijkheden. We werken momenteel aan dergelijke prototypes en hebben veel ideeën, waaronder de integratie van de huidige ruimtevaart-/satelliettechnologie in autodesign."

Dr Thomas Pozegic, Research Associate in ACCIS en voormalig PhD-student aan de Universiteit van Surrey, legde uit:"De lucht- en ruimtevaartindustrie vertrouwt nog steeds op metalen constructies, in de vorm van een koperen gaas, om blikseminslagbescherming te bieden en accumulatie van statische lading op het bovenoppervlak van koolstofvezelcomposieten te voorkomen vanwege de slechte elektrische geleidbaarheid. Dit voegt gewicht toe en maakt fabricage met koolstofvezelcomposieten moeilijk. Het materiaal dat we hebben ontwikkeld, maakt gebruik van hoogwaardige koolstofnanobuisjes die met een hoge dichtheid zijn gekweekt om elektrisch transport door het composietmateriaal mogelijk te maken."

Dr. Ian Hamerton, Lezer in polymeren en composietmaterialen in ACCIS, merkte op:"Het onderzoek heeft aangetoond dat koolstofnanobuisjes de thermische geleidbaarheid van koolstofvezelcomposieten aanzienlijk kunnen verbeteren. Dit zal verreikende voordelen hebben in de lucht- en ruimtevaartindustrie, van het verbeteren van de-icing-oplossingen tot het minimaliseren van de vorming van brandstofdampen op kruishoogtes."