Projektbeschreibung
Neues Verfahren für stärkere Kohlenstoffnanoröhren-Verbundwerkstoffe
Carbonfaser-Verbundwerkstoffe aus einer mit Kohlenstofffasern verstärkten Polymermatrix haben in Branchen, die auf belastbare und dennoch leichtgewichtige Werkstoffe angewiesen sind, für großes Aufsehen gesorgt. Allerdings stehen ihre mangelhaften mechanischen Eigenschaften, die weit hinter den theoretischen Vorhersagen zurückbleiben, ihrer Anwendung im Weg. Es wurden mehrere Versuche unternommen, ihre mechanischen Eigenschaften zu verbessern, jedoch führte keiner davon zu zufriedenstellenden Ergebnissen. Das EU-finanzierte Projekt PINT zielt darauf ab, die Polymermatrix direkt an Makrozyklen – Molekülstrukturen, die einen oder mehrere Ringe enthalten – zu koppeln, um Polymere zu bilden, die mit Kohlenstoffnanoröhren verschränkt sind. In solchen Strukturen sind die Polymere und einwandigen Kohlenstoffnanoröhren mechanisch miteinander verbunden und bilden eine einzelne molekulare Einheit – was im Vergleich zu den bisherigen Ansätzen ein echter konzeptioneller Sprung nach vorn ist.
Ziel
The reinforcement of polymers with carbon nanotube fillers has been one of the most active areas of research in CNT science. Several materials where the mechanical and/or electrical properties of polymers have been significantly improved using nanotube fillers have been demonstrated. However, the improvement in mechanical properties of the CNT-polymer composites remains far behind the idealized theoretical predictions. These disappointing experimental results are due to a combination of imperfect individualization of the CNTs and poor load transfer from the polymer to the CNTs. To address these problems, several approaches have been investigated, including covalent and supramolecular modification of the CNTs, and different fabrication methods for the CNT-polymer composites, but none has been completely successful.
We will explore the direct connection of the polymer matrix to the macrocycles to form Polymers Interlocked with carbon NanoTubes (PINTs). In PINTs, the polymer and SWNTs are linked through mechanical bonds, and therefore form a single molecular entity, a true conceptual leap from previous approximations. The PINT strategy addresses all the critical issues for SWNT-polymer composites at the same time: effective control of SWNT-polymer interface through non-covalent but very strong mechanical bonds, SWNT-polymer alignment, and individualization of the SWNTs.
The IP and business parts of this proposal will be carried out in collaboration with Nanocore (http://www.nanocore.com/) a company based in Denmark specialized in the reinforcement of polymers with carbon nanomaterials. In direct cooperation with Nanocore, we will explore the first steps towards commercialization of the technologies developed.
Wissenschaftliches Gebiet
Programm/Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
ERC-POC - Proof of Concept GrantGastgebende Einrichtung
28049 Madrid
Spanien