Karbon nanorørene kan sees i harpiksmatrisen og binder seg til karbonfibrene. Dette bildet ble tatt ved hjelp av et Scanning Electron Microscope i Nano3-forskningsanlegget ved University of California, San Diego. De to store fibrene som er sett på bildet, er karbonfibrene som er nesten 20 ganger mindre enn gjennomsnittlig diameter på et menneskehår. De mindre trådene som forbinder de tilstøtende karbonfibrene er nanorørene som er omtrent 50 000 ganger mindre enn gjennomsnittlig diameter på et menneskehår. Ingeniører ved University of California, San Diego, undersøker hvordan karbon nanorør kan forsterke harpiksmatrisen som finnes i komposittmaterialer som vanligvis brukes i luftfarts-, forsvars-, bilindustrien og sportsvarer. Det endelige målet er å utvikle en tilpasset skreddersydd nanopartikkel for å forsterke harpiksmatrisen så vel som å utvikle en prosedyre for å plassere disse høyytelsespartiklene i kritiske stressregioner.

Den mest brukte typen komposittmaterialer består av lag av karbonfiberstoff som holdes sammen av en harpiksmatrise. Matrisen er materialenes svakeste ledd - mye svakere enn fibersjiktene den binder. Når komposittstrukturer mislykkes på grunn av kompresjon eller skjærbelastning, er det ofte på grunn av dette store avviket i styrke mellom fibrene og harpiksen.

"Foreløpig er UC San Diego det eneste universitetet som har undersøkt tilnærminger som kan brukes i bilindustrien, sivil og sportsvarer, " sa John Kosmatka, professor i konstruksjonsteknikk ved Jacobs School of Engineering.

Composites and Aerospace Structure Laboratory har begynt å studere hvordan harpiksen kan forsterkes med nanorør i samarbeid med forskere fra UC San Diego Department of NanoEngineering.

Forskere har gjennomført et begrenset antall eksperimentelle tester. Foreløpige resultater antyder at bemerkelsesverdige styrkegevinster kan oppnås ved å sette karbon-nano-rør inn i harpiksen. På grunn av de høye kostnadene for disse karbon-nano-rørene i forhold til kompositt (karbon / epoksy) laminater, er det ikke praktisk å injisere disse karbon-nano-rørene gjennom hele strukturen. I stedet utvikles nye fabrikasjonsmetoder slik at karbon nanorørene bare settes inn i kritiske stressregioner. Ulike innsettingsteknikker utvikles for de forskjellige komposittindustriene basert på deres fabrikasjonsmetoder.

Den viktigste forskeren på prosjektet er Ben Martins, doktorgrad. student ved Jacobs-skolen, under veiledning av Kosmatka og Ken Vecchio, professor og leder for avdelingen NanoEngineering ved Jacobs-skolen. Prosjektet er i sine tidlige stadier og vil dra nytte av åpningen av Jacobs skolens nye konstruksjons- og materialteknisk bygning, hvor både Kosmatka og Vecchios laboratorier ligger.

Levert av University of California - San Diego