En rymdhiss, en struktur som förbinder jordens yta med en rymdstation, skulle möjliggöra kostnadseffektiv transport av människor och material. Men ett mycket lätt men ändå starkt material är avgörande för att göra en sådan teknik till verklighet. Kolnanoröret är en ny typ av material som är 100 gånger starkare än stål, men ändå fyra gånger lättare, med kopparliknande hög elektrisk ledningsförmåga och diamantliknande värmeledningsförmåga. Men tidigare kolnanorörsfibrer var inte idealiska för omfattande användning, på grund av den lilla kontaktytan med intilliggande kolnanorör och begränsad längd de hade.

En forskargrupp ledd av Dr Bon-Cheol Ku vid Korea Institute of Science and Technology (KIST) Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials i Sydkorea tillkännagav att de hade utvecklat ett kolnanorör med ultrahög hållfasthet och ultrahög modul. fibermaterial genom ett gemensamt forskningsprojekt med professor Seongwoo Ryus forskargrupp vid Suwon University i Sydkorea, och Dr Juan José Vilatela från IMDEA Materials Institute i Spanien. Deras forskning publiceras i Science Advances .

Befintliga polyakrylnitril (PAN)-baserade kolfibrer har hög hållfasthet och låg modul, medan beckbaserade kolfibrer har låg hållfasthet och hög modul. Tidigare studier om att samtidigt förbättra kolfibrernas draghållfasthet och modul fokuserade bara på att lägga till en liten mängd kolnanorör. KIST, Suwon University och IMDEAs gemensamma forskargrupp producerade dock fibrer som helt bestod av kolnanorör utan att använda de konventionella kolfiberprekursorerna, polymer och beck.

Teamet tillverkade högdensitet, höginriktade kolnanorörsfibrer genom en våtspintillverkningsprocess som var lämplig för massproduktion och glödgade dem sedan vid höga temperaturer för att möjliggöra att deras strukturer omvandlas till olika specifika typer, inklusive grafit. Följaktligen ökade kontaktytorna för kolnanorören. Dessa kolnanorörsfibrer som produceras på ett sådant sätt förväntas ha olika applikationer, eftersom de samtidigt uppvisar ultrahög styrka (6,57 GPa) och en ultrahög modul (629 GPa), vilket inte kunde uppnås med konventionella kolfibrer. Fibrerna visade också hög knutstyrka, vilket tyder på flexibilitet.

Dr Bon-Cheol Ku sa:"Teknologi för tillverkning av K-kolfiber som använder kolnanorörsmaterial är vad som kommer att göra det möjligt för Sydkorea, en senkomling inom kolfiberområdet, att leda branschen. Denna viktiga teknik kommer att fungera som den framtida tillväxtmotorn för flyg- och försvarsindustrin som behövs för att driva Sydkorea in i materialsupermakternas rike."

"Vi har säkrat den ursprungliga tekniken för tillverkning av kolnanorörsbaserade kolfibrer med ultrahög styrka och ultrahög modul, men för att massproduktion av kolfibrer med ultrahög prestanda ska vara möjlig, massproduktion av dubbelväggiga kolnanorör , ett kärnmaterial, måste ske först", fortsatte han och påstod att stöd på nationell nivå såväl som branschintresse behövs för att göra framsteg. + Utforska vidare

Molekylär jiggling har konsekvenser för nanorörsfibrer i kol