Samir Saberi
Onderzoekers van de Nederlandse tak van Teijin Aramid en de Amerikaanse Rice University zijn er in geslaagd koolstofnanobuizen te spinnen tot een sterke, flexibele vezel met een zeer hoge thermische en elektrische geleidbaarheid.
Uit testresultaten blijkt dat de thermische geleidbaarheid van de koolstofnanovezel 1,5 keer groter is dan die van koper, terwijl het zes keer lichter is. Bovendien is de vezel volgens Marcin Otto, business development manager bij Teijin Aramid, zeer robuust. ‘De koolstofnanovezel breekt bijna niet. De vermoeiingsweerstand is tweehonderd keer groter dan die van koperdraad.’
Om een vezel van koolstofnanobuizen (CNTs) te spinnen, moeten de nanobuizen exact langs de as van de vezel worden georiënteerd. De onderzoeksgroep heeft dit gerealiseerd met het door Teijin Aramid ontwikkelde Twaron-spinproces: het oplossen van het grondstofmateriaal in sterk zuur gevolgd door natspinnen. Het vinden van het juiste oplosmiddel bleek een grote uitdaging, zegt Otto: ‘We moesten een zuur vinden voor het uit elkaar halen van de CNTs. Zwavelzuur bleek te zwak, met chloorsulfonzuur lukte het wel.’
De toepassingsmogelijkheden van de CNT-vezel zijn talrijk. Zo zou het risico dat de stimulatiegeleidingsdraad van een pacemaker breekt kunnen worden verkleind door die te vervangen door een CNT-vezel. De uitzonderlijke flexibiliteit en goede elektrische geleidbaarheid en sterkte maakt de vezel bovendien een interessant alternatief voor het gebruik van materialen in extreme omstandigheden. Bijvoorbeeld ter vervanging van koperen kabels in satellieten. Ook het lichte gewicht maakt de vezel een aantrekkelijk alternatief voor koper. ‘Bij een groot passagiersvliegtuig kan dat al gauw het gewicht van tien à twintig passagiers schelen’, zegt Otto.
Het bedrijf is momenteel in gesprek met een select aantal marktpartijen voor de doorontwikkeling van het materiaal voor specifieke toepassingen.
