Los materiales utilizados para el equipo de protección personal de un soldado también pueden ser lo suficientemente resistentes para los vehículos. según un nuevo estudio del Ejército.

Recomendaciones, publicado el 10 de abril en la revista Polímero , muestran que los polímeros llenos de nanotubos de carbono podrían mejorar la forma en que los vehículos no tripulados disipan energía.

Un equipo dirigido por el Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de los EE. UU. Está llevando a cabo una investigación teórica a través de modelos informáticos.

"Nuestra motivación para esta investigación es que potencialmente podría haber un uso, como material de matriz, para su incorporación en materiales compuestos ligeros en sistemas de vehículos no tripulados, "dijo la Dra. Yelena R. Sliozberg, un científico de materiales computacionales en el laboratorio.

Los investigadores dijeron que los poliuretanos son materiales versátiles que se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, incluyendo revestimientos, espumas y elastómeros sólidos. Como adhesivos de película, por ejemplo, se utilizan comúnmente como agentes de unión entre capas de vidrio y como capas posteriores de polímero en el vidrio transparente o compuestos de plástico, como los bloques de visión en las ventanas laterales utilizados en los vehículos tácticos. En particular, Los polímeros PUU segmentados de alto rendimiento exhiben propiedades físicas y mecánicas versátiles.

En esta investigación, el equipo utilizó modelos informáticos para analizar la naturaleza de los materiales.

Sliozberg dijo que los compuestos jerárquicos son un área de investigación prometedora para los vehículos del Ejército, ya que son menos susceptibles a la corrosión. que conduce a la muerte temprana del componente.

"A diferencia de los compuestos termoendurecibles tradicionales, los elastómeros de poli (uretanourea) de rendimiento son mucho menos frágiles y ofrecen un control incomparable sobre la arquitectura del material, "Sliozberg dijo." Los compuestos de polímero / nanotubos de carbono tienen características eléctricas y térmicas deseables que exhiben comportamientos superiores a los materiales de fibra convencionales ".

Sliozberg dijo que necesitan tener una comprensión más profunda de la naturaleza de las interacciones a nivel molecular en estos materiales para mejorar los niveles máximos de estrés que puede soportar y adaptar los mecanismos de disipación de energía.

La modificación química de los nanorrellenos no es trivial y, por lo general, disminuye sus propiedades al cambiar su estructura y química. Por ejemplo, el módulo de Young podría ser menor, Ella explicó.

Los resultados de este equipo indican claramente la efectividad de la incorporación de nanotubos de carbono alineados para la optimización de la microestructura de los polímeros PUU jerárquicos en la matriz, así como en la interfaz sin ninguna modificación de la superficie del relleno. Dijo Sliozberg.

"Muestra que la presencia de una alta afinidad de poli (uretano-urea) a los nanotubos de carbono conduciría a una nueva vía de síntesis verde sin la necesidad de ninguna funcionalización superficial de los nanotubos para la fabricación de nanocompuestos de poli (uretano-urea) reforzados con nanotubos de carbono jerárquicos. composicion, " ella dijo.

Los coautores del artículo de Sliozberg, "Simulación dinámica de partículas disipativas de separación de microfases en nanocompuestos de poliuretano urea" son Jeffrey L. Gair Jr., Scinetics, C ª., y el Dr. Alex J. Hsieh, del Instituto de Nanotecnologías de Soldados del laboratorio en el Instituto de Tecnología de Massachusetts.

Los futuros vehículos del Ejército podrían ver una mejora en sus materiales estructurales, ya que son menos susceptibles a la corrosión. livianos y tienen una conductividad eléctrica más alta que los elastómeros tradicionales. Los materiales también muestran un gran potencial para proteger los vehículos contra la acumulación y descarga de estática y los rayos.

"Ciertos vehículos militares, como los helicópteros del Ejército, deben soportar vibraciones y fatiga intensas, y la naturaleza conductora de estos materiales podría conducir a un nivel sin precedentes de multifuncionalidad con potencial en tiempo real de monitoreo de la salud estructural a través de detección de tensión integrada y monitoreo de daños que conducirá a y evaluar con precisión la vida útil restante de los componentes del vehículo, "Dijo Sliozberg.

Los colaboradores de la Universidad de Drexel están avanzando en la investigación investigando los usos potenciales de los polímeros PUU con nanotubos de carbono como materiales de filamentos para la impresión 3D. Actualmente, el laboratorio no está realizando estos estudios en ningún vehículo. Los investigadores planean colaborar con otros equipos del Ejército para realizar pruebas en un futuro próximo.