Nano-dwarsverbanden versterken composiet spectaculair

Met koolstofnanobuisjes kun je de kunststofcomposieten, die worden gebruikt in de lucht- en ruimtevaart, een factor 10 verstevigen zonder dat ze er veel duurder door worden. Dat concludeert MIT-onderzoeker Brian Wardle uit computerberekeningen die binnenkort verschijnen in het Journal of Composite Materials.

Of het ook in de praktijk lukt is nog niet duidelijk, maar Wardle is druk bezig om het uit te proberen.

De composieten in kwestie zijn in feite laminaten. Ze bestaan uit lagen koolstofvezels die bij elkaar worden gehouden door kunsthars. Die ‘lijm’ is in de praktijk het zwakke punt.

Het idee is nu om nanobuisjes haaks op de vezels te zetten zodat ze de verschillende lagen als het ware aan elkaar naaien, dwars door de lijm heen. Het voordeel van de nanobuisjes is daarbij dat ze dun genoeg zijn om in de bestaande ruimte tussen de vezels te passen. Ze verstoren en verzwakken de vezelstructuur dus niet.

In de praktijk is het te erealiseren door de nanobuisjes vooraf aan te brengen op de vezelmatten. Wanneer de lijm wordt verhit en daardoor een beetje vloeibaar wordt, zuigt ze de buisjes vanzelf naar zich toe.

Volgens Wardle hoeven nanobuisjes minder dan 1 procent van de totale massa van een composiet uit te maken. De kosten stijgen met hooguit een paar procent.

bron: MIT