Un ascensor espacial, una estructura que conecta la superficie de la Tierra con una estación espacial, permitiría el transporte rentable de personas y materiales. Sin embargo, un material muy ligero pero fuerte es esencial para hacer realidad esta tecnología. El nanotubo de carbono es un nuevo tipo de material que es 100 veces más fuerte que el acero, pero cuatro veces más liviano, con una alta conductividad eléctrica similar al cobre y una conductividad térmica similar al diamante. Sin embargo, las fibras de nanotubos de carbono anteriores no eran ideales para un uso extensivo, debido a la pequeña área de contacto con los nanotubos de carbono adyacentes y la longitud limitada que poseían.

Un equipo de investigación dirigido por el Dr. Bon-Cheol Ku del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST) Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials en Corea del Sur anunció que había desarrollado un nanotubo de carbono de ultra alta resistencia y ultra alto módulo. material de fibra a través de un proyecto de investigación conjunto con el equipo de investigación del profesor Seongwoo Ryu en la Universidad de Suwon en Corea del Sur, y el Dr. Juan José Vilatela del Instituto IMDEA Materiales en España. Su investigación se publica en Science Advances .

Las fibras de carbono basadas en poliacrilonitrilo (PAN) existentes tienen una alta resistencia y un módulo bajo, mientras que las fibras de carbono basadas en brea tienen una resistencia baja y un módulo alto. Los estudios anteriores sobre la mejora simultánea de la resistencia a la tracción y el módulo de las fibras de carbono solo se centraron en agregar una pequeña cantidad de nanotubos de carbono. Sin embargo, el equipo de investigación conjunto de KIST, la Universidad de Suwon e IMDEA produjo fibras compuestas en su totalidad por nanotubos de carbono sin utilizar los precursores de fibra de carbono convencionales, el polímero y la brea.

El equipo fabricó fibras de nanotubos de carbono de alta alineación y alta densidad a través de un proceso de fabricación de hilado en húmedo adecuado para la producción en masa y luego las recoció a altas temperaturas para permitir que sus estructuras se conviertan en varios tipos específicos, incluido el grafito. En consecuencia, aumentaron las áreas de contacto de los nanotubos de carbono. Se espera que estas fibras de nanotubos de carbono producidas de esta manera tengan varias aplicaciones, ya que exhiben simultáneamente características de resistencia ultra alta (6,57 GPa) y módulo ultra alto (629 GPa), que no podrían lograrse con fibras de carbono convencionales. Las fibras también mostraron una alta resistencia al nudo, lo que indica flexibilidad.

El Dr. Bon-Cheol Ku dijo:"La tecnología de fabricación de fibra de carbono K que utiliza materiales de nanotubos de carbono es lo que permitirá a Corea del Sur, un recién llegado al campo de la fibra de carbono, liderar la industria. Esta importante tecnología servirá como motor de crecimiento futuro para las industrias aeroespacial y de defensa que se necesita para impulsar a Corea del Sur al reino de las superpotencias materiales".

"Hemos asegurado la tecnología original para la fabricación de fibras de carbono de ultra alta resistencia y ultra alto módulo basadas en nanotubos de carbono, pero para que sea posible la producción en masa de fibras de carbono de ultra alto rendimiento, la producción en masa de nanotubos de carbono de doble pared , un material central, debe suceder primero", continuó, afirmando que se necesita apoyo a nivel nacional, así como el interés de la industria para seguir avanzando. + Explora más

La sacudida molecular tiene implicaciones para las fibras de nanotubos de carbono