Nieuwe techniek gebruikt koolstofnanobuizen om structurele integriteit van composietmaterialen te controleren

Een stroomstoot door koolstofnanobuizen, verspreid door composietmaterialen, zorgt voor een manier om microbreuken in composietmaterialen vroeg te detecteren. Dit hebben Tsu-Wei Chou en collega’s van de University of Delaware gerapporteerd in Advanced Materials. Het onderzoek levert nieuwe manieren om de levensduur van composietmaterialen te onderzoeken. Met de nieuwe techniek kan ook de toestand van de materialen, gebruikt in een verscheidenheid van producten zoals lijnvliegtuigen, gecontroleerd worden.

De onderzoekers voegden de nanobuizen toe aan composieten, zodanig dat ze maar 0,15 procent van het composietvolume vormden. Vervolgens lieten ze stroom door het netwerk van buizen lopen. De nanobuizen vormden zo een netwerk van sensoren op nanoschaal, vergelijkbaar met het zenuwstelsel in het menselijke lichaam. Microbreuken in het materiaal verstoren het web van sensoren en Chou’s groep kon dan de reactie hierop meten.

Composietmaterialen bestaan voornamelijk uit hoogwaardige vezels, bijvoorbeeld koolstof, glas of Kevlar, ingebed in een polymeerhars. Zij worden steeds meer gebruikt in sportwaren, civiele infrastructuur zoals bruggen en pijpen, transport en in de vliegtuigindustrie. De nieuwste Boeing 787 Dreamliner bestaat qua massa voor 50% uit composieten. Composieten hebben echter inherente zwakheden vanwege het feit dat de hars om de vezels heen veel minder sterk is dan de vezels zelf, aldus Chou.

bron: Persbericht University of Delaware