A revista Scientific American descreve que, se uma escada fosse construída entre a Terra e a Lua, o único material capaz de vencer tal distância sem se desfazer devido ao próprio peso seriam os nanotubos de carbono.
Os nanotubos de carbono são um material quântico unidimensional com uma estrutura especial. Sua condutividade elétrica e térmica geralmente pode atingir 10.000 vezes a do cobre, sua resistência à tração é 100 vezes maior que a do aço, mas sua densidade é apenas 1/6 da do aço, e assim por diante. Eles são um dos materiais de ponta mais práticos.
Os nanotubos de carbono são tubos circulares coaxiais compostos por várias a dezenas de camadas de átomos de carbono dispostas em um padrão hexagonal. Mantêm uma distância fixa entre as camadas, de aproximadamente 0,34 nm, com um diâmetro que varia tipicamente de 2 a 20 nm.
Poliuretano termoplástico (TPU)É amplamente utilizado em áreas como eletrônica, automotiva e medicina devido à sua alta resistência mecânica, boa processabilidade e excelente biocompatibilidade.
Por meio de mistura por fusãoTPUCom negro de fumo condutor, grafeno ou nanotubos de carbono, podem ser preparados materiais compósitos com propriedades condutoras.
Aplicação de materiais compósitos de TPU/nanotubos de carbono na área da aviação
Os pneus de aeronaves são os únicos componentes que entram em contato com o solo durante a decolagem e o pouso, e sempre foram considerados a "joia da coroa" da indústria de fabricação de pneus.
A adição de materiais compósitos de TPU/nanotubos de carbono à borracha da banda de rodagem de pneus de aviação confere vantagens como propriedades antiestáticas, alta condutividade térmica, alta resistência ao desgaste e alta resistência ao rasgo, melhorando o desempenho geral do pneu. Isso permite que a carga estática gerada pelo pneu durante a decolagem e o pouso seja transmitida uniformemente ao solo, além de facilitar a redução dos custos de fabricação.
Devido ao tamanho nanométrico dos nanotubos de carbono, embora possam melhorar diversas propriedades da borracha, existem também muitos desafios técnicos na aplicação desses nanotubos, como a baixa dispersibilidade e o seu deslocamento durante o processo de mistura da borracha.partículas condutoras de TPUApresentam uma taxa de dispersão mais uniforme do que os polímeros de fibra de carbono em geral, com o objetivo de melhorar as propriedades antiestáticas e de condutividade térmica na indústria da borracha.
As partículas condutoras de nanotubos de carbono em TPU apresentam excelente resistência mecânica, boa condutividade térmica e baixa resistividade volumétrica quando aplicadas em pneus. Quando utilizadas em veículos de operação especial, como caminhões-tanque para transporte de petróleo, veículos para transporte de materiais inflamáveis e explosivos, etc., a adição de nanotubos de carbono aos pneus também resolve o problema da descarga eletrostática em veículos de gama média a alta, reduzindo ainda mais a distância de frenagem em piso seco e molhado, diminuindo a resistência ao rolamento e o ruído dos pneus, além de melhorar o desempenho antiestático.
A aplicação departículas condutoras de nanotubos de carbonoA aplicação desse material na superfície de pneus de alto desempenho demonstrou excelentes vantagens, incluindo alta resistência ao desgaste e condutividade térmica, baixa resistência ao rolamento e durabilidade, além de bom efeito antiestático. Ele pode ser utilizado na produção de pneus de alto desempenho, seguros e ecologicamente corretos, e possui amplas perspectivas de mercado.
A aplicação da mistura de nanopartículas de carbono com materiais poliméricos pode resultar em novos materiais compósitos com excelentes propriedades mecânicas, boa condutividade, resistência à corrosão e blindagem eletromagnética. Os compósitos de polímeros com nanotubos de carbono são considerados alternativas aos materiais inteligentes tradicionais e terão uma gama cada vez maior de aplicações no futuro.
Data da publicação: 28/08/2025