Мы уже писали об использовании углеродных нанотрубок в качестве упрочняющих наполнителей для
композитных материалов . Помимо улучшения механических свойств, использование нанотрубок
может также существенно увеличивать и теплопроводность композитов.
Возможность синтезировать одностенные нанотрубоки в больших количествах позволяет
использовать нанотрубки в качестве наполнителей для композитных материалов. Помимо своих
прекрасных механических свойств, углеродные нанотрубки характеризуются высокой
теплопроводностью. Теория предсказывает очень высокую теплопроводность одностенной нанотрубки,
эксперименты, проведенные с отдельными многостенными нанотрубками, также свидетельствуют о
высокой теплопроводности (см. новость
измерение теплопроводности отдельной нанотрубки ).
Нельзя сказать, чтобы создание композиционных материалов с участием нанотрубок шло
беспроблемно: мешает и сказывается слабое взаимодействие нанотрубка-матрица, и плохое
диспергирование нанотрубок в матрице. Ученые из Пенсильванского университета недавно приготовили
композитный материал на основе эпоксидной смолы, в котором ориентированные случайным образом
одностенные нанотрубки диспергированы равномерно на микронном уровне. Исследование
механических и тепловых свойств нового материала дало обнадеживающие результаты. Даже небольшая
доля нанотрубок в составе материала значительно улучшала его термические свойства. Например,
присутствие одного весового процента нанотрубок приводило к увеличению теплопроводности на 70 %
при 40 К и на 125 % при комнатной температуре. Влияние такого же количества углеродных волокон,
имеющих гораздо больший диаметр (порядка 200 нм), было в три раза слабее. Помимо улучшения
тепловых свойств наблюдалось также и улучшение механических свойств материала. Твердость
увеличивалась с ростом доли нанотрубок и при двух весовых процентах ее величина в три с половиной
раза превышало исходную.
Ученые планируют развить свой успех: добиться более сильной связи нанотрубок с матрицей, а
также, используя ориентированные нанотрубки, создать композиты с анизотропными тепловыми
свойствами.
Источник информации - бюллетень ПерсТ, выпуск 15/16 за 2002 г.