Scientific American explique que : si une échelle était construite entre la Terre et la Lune, le seul matériau capable de couvrir une telle distance sans se rompre sous son propre poids serait le nanotube de carbone.
Les nanotubes de carbone sont un matériau quantique unidimensionnel doté d'une structure particulière. Leur conductivité électrique et thermique peut généralement atteindre 10 000 fois celle du cuivre, leur résistance à la traction est 100 fois supérieure à celle de l'acier, tandis que leur densité n'est que 1/6 de celle de l'acier, etc. Ils figurent parmi les matériaux de pointe les plus prometteurs.
Les nanotubes de carbone sont des tubes circulaires coaxiaux composés de plusieurs à plusieurs dizaines de couches d'atomes de carbone disposées selon un motif hexagonal. La distance entre les couches est constante, d'environ 0,34 nm, et leur diamètre varie généralement de 2 à 20 nm.
polyuréthane thermoplastique (TPU)Il est largement utilisé dans des domaines tels que l'électronique, l'automobile et la médecine en raison de sa haute résistance mécanique, de sa bonne aptitude à la mise en œuvre et de son excellente biocompatibilité.
Par mélange à l'état fonduTPUL'utilisation de noir de carbone conducteur, de graphène ou de nanotubes de carbone permet de préparer des matériaux composites aux propriétés conductrices.
Application des matériaux composites à base de TPU et de nanotubes de carbone dans le domaine de l'aviation
Les pneumatiques d'avion sont les seuls éléments qui entrent en contact avec le sol lors du décollage et de l'atterrissage, et ont toujours été considérés comme le « joyau de la couronne » de l'industrie de la fabrication de pneumatiques.
L'ajout de matériaux composites à base de TPU et de nanotubes de carbone à la gomme des pneus d'aviation leur confère des propriétés antistatiques, une conductivité thermique élevée, une résistance accrue à l'usure et à la déchirure, améliorant ainsi leurs performances globales. Ceci permet une répartition uniforme de la charge statique générée par le pneu au décollage et à l'atterrissage, tout en contribuant à la réduction des coûts de fabrication.
En raison de leur taille nanométrique, bien que les nanotubes de carbone puissent améliorer diverses propriétés du caoutchouc, leur application présente également de nombreux défis techniques, tels qu'une faible dispersibilité et un risque de dispersion lors du processus de mélange du caoutchouc.particules conductrices en TPUprésentent un taux de dispersion plus uniforme que les polymères de fibres de carbone classiques, dans le but d'améliorer les propriétés antistatiques et de conductivité thermique de l'industrie du caoutchouc.
Les particules conductrices de nanotubes de carbone en TPU présentent une excellente résistance mécanique, une bonne conductivité thermique et une faible résistivité volumique lorsqu'elles sont utilisées dans les pneumatiques. Dans les véhicules spéciaux, tels que les camions-citernes ou les véhicules transportant des matières inflammables et explosives, l'ajout de nanotubes de carbone aux pneumatiques permet également de résoudre les problèmes de décharge électrostatique, de réduire la distance de freinage sur sol sec et mouillé, de diminuer la résistance au roulement et le bruit de roulement, et d'améliorer les performances antistatiques.
L'application departicules conductrices de nanotubes de carboneL'utilisation de ce matériau en surface pour la fabrication de pneus haute performance a démontré d'excellentes performances, notamment une résistance élevée à l'usure et une conductivité thermique élevée, une faible résistance au roulement et une grande durabilité, ainsi qu'un bon effet antistatique. Il peut être utilisé pour produire des pneus haute performance, sûrs et respectueux de l'environnement, et présente de larges perspectives de marché.
L'incorporation de nanoparticules de carbone dans des matériaux polymères permet d'obtenir de nouveaux matériaux composites aux excellentes propriétés mécaniques, à la conductivité élevée, à la résistance à la corrosion et au blindage électromagnétique. Les composites polymères à base de nanotubes de carbone sont considérés comme des alternatives aux matériaux intelligents traditionnels et leurs applications futures devraient se multiplier.
Date de publication : 28 août 2025