Scientific American décrit que : Si une échelle est construite entre la Terre et la Lune, le seul matériau qui peut parcourir une si longue distance sans être séparé par son propre poids est les nanotubes 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, mais leur densité n'est que 1/6 de celle de l'acier, etc. Ils comptent parmi les matériaux de pointe les plus pratiques.
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, environ 0,34 nm, et leur diamètre varie généralement de 2 à 20 nm.
Polyuréthane thermoplastique (TPU)est largement utilisé dans des domaines tels que l'électronique, l'automobile et la médecine en raison de sa résistance mécanique élevée, de sa bonne aptitude au traitement et de son excellente biocompatibilité.
Par mélange en fusionTPUavec du noir de carbone conducteur, du graphène ou des nanotubes de carbone, des matériaux composites aux propriétés conductrices peuvent être préparés.
Application des matériaux composites à base de mélange TPU/nanotubes de carbone dans le domaine de l'aviation
Les pneus d’avion sont les seuls composants 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 fabrication de pneus.
L'ajout de matériaux composites TPU/nanotubes de carbone à la bande de roulement des pneus d'aviation leur confère des avantages tels que l'antistatique, une conductivité thermique élevée, une résistance élevée à l'usure et à la déchirure, améliorant ainsi leurs performances globales. Cela permet de transmettre uniformément au sol la charge statique générée par le pneu au décollage et à l'atterrissage, tout en réduisant les coûts de fabrication.
En raison de la taille nanométrique des nanotubes de carbone, bien qu'ils puissent améliorer les diverses propriétés du caoutchouc, il existe également de nombreux défis techniques dans l'application des nanotubes de carbone, tels qu'une mauvaise dispersibilité et un vol pendant le processus de mélange du caoutchouc.Particules conductrices en TPUont un taux de dispersion plus uniforme que les polymères en fibre de carbone généraux, dans le but d'améliorer les propriétés antistatiques et de conductivité thermique de l'industrie du caoutchouc.
Les particules conductrices de nanotubes de carbone TPU présentent une excellente résistance mécanique, une bonne conductivité thermique et une faible résistivité volumique lorsqu'elles sont utilisées dans les pneus. Utilisées dans les véhicules spéciaux tels que les véhicules de transport de citernes pétrolières, les véhicules de transport de marchandises inflammables et explosives, leur ajout résout également le problème des décharges électrostatiques dans les véhicules de milieu et haut de gamme, raccourcit la distance de freinage sur sol sec et mouillé, réduit la résistance au roulement et le bruit des pneus, et améliore les performances antistatiques.
L'application departicules conductrices de nanotubes de carboneà la surface des pneus haute performance a démontré ses excellents avantages de performance, notamment une résistance à l'usure et une conductivité thermique élevées, une faible résistance au roulement et une durabilité, un bon effet antistatique, etc. Il peut être utilisé pour produire des pneus hautes performances, sûrs et respectueux de l'environnement, et a de larges perspectives de marché.
L'association de nanoparticules de carbone et de matériaux polymères permet d'obtenir de nouveaux matériaux composites dotés d'excellentes propriétés mécaniques, d'une bonne conductivité, d'une bonne résistance à la corrosion et d'un blindage électromagnétique. Les composites polymères à base de nanotubes de carbone sont considérés comme une alternative aux matériaux intelligents traditionnels et connaîtront un champ d'application de plus en plus large à l'avenir.
Date de publication : 28 août 2025