Koolstof nanobuisgaren, spierweefsel en transparante vellen

Koolstof nanobuisjes
Koolstofnanobuizen (CNT's) hebben een hoge sterkte en modulus, een hoge elektrische en thermische geleidbaarheid en zijn stabiel bij relatief hoge en lage temperaturen. Individuele nanobuisjes kunnen 100 keer sterker zijn dan staal.
Om de uitzonderlijke eigenschappen van individuele nanobuisjes in verschillende toepassingen effectief te benutten, moeten continu zuivere CNT-garens en composietgarens met een hoog CNT-gehalte worden gefabriceerd.
MWCNT's versterkte PAN-vezels en CNT/cellulose continue bamboegarens kunnen worden gebruikt om met CNT's gevulde multifunctionele producten te vervaardigen door middel van elektrospinnen. Dit proces kan de mechanische, thermische en elektrische eigenschappen van het garen aanzienlijk verbeteren door CNT in de nanovezels op te nemen. SWCNT-vezels kunnen ook worden vervaardigd uit vloeibare kristaloplossingen om continue nette CNT-vezels te krijgen.
CNT-garen maken
Een continu CNT-vezelgaren dat meerdere draden van zeer zuivere dubbelwandige koolstofnanobuizen gebruikt, kan worden gefabriceerd in een horizontale CVD-gasstroomreactor met waterdampverdichting door het spinproces. Waterdamp wordt gebruikt voor het verkrijgen van homogene krimp van de CNT-sokachtige assemblage met dichte draad met een dikte van 1-3 mm en een zeer poreuze structuur (99%) met mechanisch sterke en elektrisch geleidende eigenschappen. Het CNT-garen kan goed gecontroleerd continu worden gewikkeld. Het garen kan worden geïnfiltreerd met polymeren om een ​​composiet te vormen en gemengd met andere garens om een ​​mengsel te vormen dat kan worden gebruikt voor verschillende op CNT gebaseerde structurele en functionele toepassingen.
Kunstmatige spieren gemaakt van CNT
Koolstofnanobuizen kunnen worden gebruikt om kunstmatige spieren te construeren, aangezien CNT's kunnen worden gemaakt in garens die naadloze, holle cilinders zijn die zijn gemaakt van de grafietlagen.
Onderzoekers beweren dat de door hen ontwikkelde kunstmatige spieren grote, ultrasnelle samentrekkingen kunnen geven om gewichten te heffen die 200 keer zwaarder zijn dan mogelijk is voor een natuurlijke spier van dezelfde grootte. Maar op dit moment is de kunstmatige spier niet geschikt om spieren in het menselijk lichaam direct te vervangen.
CNT-spieren maken
De kunstmatige spieren worden gemaakt door een volumeveranderende paraffinewas te infiltreren in gedraaid garen gemaakt van koolstofnanobuisjes. Door het met was gevulde garen elektrisch of met behulp van een lichtflits te verwarmen, zet de was uit, neemt het garenvolume toe en krimpt de garenlengte.
De volumetoename van het garen en de afname van de lengte resulteert omdat van de spiraalvormige structuur die wordt geproduceerd door het garen te draaien.
Toepassingen van spieren
Deze garenspieren zijn eenvoudig en hebben hoge prestaties en spiercontractie of activering kan ultrasnel zijn, in 25 duizendsten van een seconde voor zowel activering als omkering. Ze kunnen worden gebruikt voor diverse toepassingen in robots, katheters voor minimaal invasieve chirurgie, micromotoren en mixers voor microfluïdische circuits, afstembare optische systemen, microventielen, positioners en zelfs speelgoed.
Carbon Nanotube Sheets
Het is moeilijk om de biljoenen nanobuisjes samen te voegen tot objecten van macroformaat zonder het gebruik van bindmiddelen. Dit aspect heeft de groei van praktische toepassingen vertraagd.
Door koolstofnanobuisjes gelijktijdig te roteren in verticaal georiënteerde nanobuisarrays (bossen) kunnen brede en lange transparante platen worden gevormd. Deze zelfdragende nanobuisvellen zijn aanvankelijk gevormd als een sterk anisotrope elektronisch geleidende aerogel die kan worden verdicht tot sterke dunne vellen. Deze nanobuisplaten zijn gebruikt voor het microgolfverlijmen van kunststoffen en voor het maken van transparante, sterk elastomere elektroden; vlakke bronnen van gepolariseerde breedbandstraling; applicaties uitvoeren; en flexibele organische light-emitting diodes.