MIT以碳奈米管加強複合材料強度與導電性

Original publish date:Mar 15, 2009

編輯 HCC 報導

麻省理工學院經由理論模擬，認為在複合材料層間聚酯樹脂加入碳奈米管，可以增加10倍的結構強度與百萬倍的導電性，因此使用於飛機結構，能獲得更佳的抗雷擊性能。

作者MIT 航太系助理教授Brian L. Wardle，論文即將發表於Journal of Composite Materials。

高分子複合材料以高分子樹脂為基材(matrix)，纖維(玻璃纖維、碳纖維或Kevlar纖維)為加強材(reinforcement)，利用預浸材疊層(prepreg laminate)法加壓加熱製造。因為層間剪應力會讓疊層板發生開裂與脫層(delamination)現象，所以層間介面強度會再以各式編織法(stitching, braiding, weaving)補強，不過如此會破壞疊層。Wardle模擬碳奈米管垂直安置於疊層板之間，由於碳奈米管尺寸為碳纖維的千分之一，所以不會損及碳纖維結構，相反的填滿了碳纖維間的空隙，將之針織(stitching)在一起。

高分子複合材料在工程應用上的一個缺點是樹脂無法耐高溫，Wardle的研究顯示添加碳奈米的複合材料可以增加破壞韌性(fracture toughness)、抗剪強度(shear strength)與導電性，但未提及是否能增加耐高溫性質。

參考來源：

• Science Daily: ‘Nanostitching’ could strengthen airplane skins, more
• MIT News
• Nano-Engineered Composite aerospace STructures (NECST) Consortium

相關連結：

• Joining prepreg composite interfaces with aligned carbon nanotubes
• Fabrication and Nanocompression Testing of Aligned Carbon-Nanotube–Polymer Nanocomposites**
• Fabrication and multifunctional properties of a hybrid laminate with aligned carbon nanotubes grown In Situ
• Brian L. Wardle