Omskrivning af historien om K-kulfiberfremstilling med kulstofnanorør

En rumelevator, en struktur, der forbinder jordens overflade med en rumstation, ville give mulighed for omkostningseffektiv transport af mennesker og materialer. Et meget let, men stærkt materiale er dog afgørende for at gøre sådan en teknologi til virkelighed. Kulstofnanorøret er en ny slags materiale, der er 100 gange stærkere end stål, men alligevel fire gange lettere, med kobberlignende høj elektrisk ledningsevne og diamantlignende termisk ledningsevne. Imidlertid var tidligere carbon nanorørfibre ikke ideelle til omfattende brug på grund af det lille kontaktareal med tilstødende carbon nanorør og den begrænsede længde, de havde.

Et forskerhold ledet af Dr. Bon-Cheol Ku ved Korea Institute of Science and Technology (KIST) Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials i Sydkorea annoncerede, at det havde udviklet et kulstof-nanorør med ultrahøj styrke og ultrahøjt modul. fibermateriale gennem et fælles forskningsprojekt med professor Seongwoo Ryus forskerhold ved Suwon Universitet i Sydkorea, og Dr. Juan José Vilatela fra IMDEA Materials Institute i Spanien. Deres forskning er offentliggjort i Science Advances .

Eksisterende polyacrylonitril (PAN)-baserede kulfibre har høj styrke og et lavt modul, hvorimod pitch-baserede kulfibre har lav styrke og et højt modul. Tidligere undersøgelser om samtidig forbedring af trækstyrken og modulet af kulfibre fokuserede kun på at tilføje en lille mængde kulstofnanorør. Imidlertid producerede KIST, Suwon University og IMDEAs fælles forskerhold fibre, der udelukkende består af kulstofnanorør uden at bruge de konventionelle kulfiberprækursorer, polymer og beg.

Holdet fremstillede højdensitets-nanorørfibre med høj densitet gennem en vådspin-fremstillingsproces, der var egnet til masseproduktion og udglødede dem derefter ved høje temperaturer for at gøre det muligt for deres strukturer at blive omdannet til forskellige specifikke typer, herunder grafit. I overensstemmelse hermed steg kontaktarealerne af kulstofnanorørene. Disse kulstof nanorørfibre, der er produceret på en sådan måde, forventes at have forskellige anvendelser, da de samtidigt udviser ultrahøj styrke (6,57 GPa) og en ultrahøj modulus (629 GPa), som ikke kunne opnås med konventionelle kulfibre. Fibrene viste også høj knudestyrke, hvilket indikerer fleksibilitet.

Dr. Bon-Cheol Ku sagde:"K-kulfiberfremstillingsteknologi ved hjælp af kulstofnanorørmaterialer er det, der vil gøre det muligt for Sydkorea, en efterkommer på kulfiberområdet, at lede industrien. Denne vigtige teknologi vil tjene som fremtidens vækstmotor for rumfarts- og forsvarsindustrien, som er nødvendig for at drive Sydkorea ind i materialesupermagternes rige."

"Vi har sikret den originale teknologi til fremstilling af kulstof nanorør-baserede kulfiber med ultrahøj styrke og ultrahøj modul, men for at masseproduktion af kulfiber med ultrahøj ydeevne skal være mulig, er masseproduktion af dobbeltvæggede kulstof nanorør , et kernemateriale, skal ske først," fortsatte han og udtalte, at støtte på nationalt plan såvel som industriens interesse er nødvendig for at gøre fremskridt. + Udforsk yderligere

Molekylær jiggling har konsekvenser for carbon nanorørfibre