Un ascensore spaziale, una struttura che collega la superficie terrestre a una stazione spaziale, consentirebbe il trasporto efficiente in termini di costi di persone e materiali. Tuttavia, un materiale molto leggero ma resistente è essenziale per rendere una tale tecnologia una realtà. Il nanotubo di carbonio è un nuovo tipo di materiale che è 100 volte più resistente dell'acciaio, ma quattro volte più leggero, con un'elevata conduttività elettrica simile al rame e una conduttività termica simile al diamante. Tuttavia, le precedenti fibre di nanotubi di carbonio non erano ideali per un uso estensivo, a causa della piccola area di contatto con i nanotubi di carbonio adiacenti e della lunghezza limitata che possedevano.

Un gruppo di ricerca guidato dal Dr. Bon-Cheol Ku presso il Korea Institute of Science and Technology (KIST) Jeonbuk Institute of Advanced Composite Materials in Corea del Sud ha annunciato di aver sviluppato un nanotubo di carbonio ad altissima resistenza e ad altissimo modulo materiale in fibra attraverso un progetto di ricerca congiunto con il team di ricerca del professor Seongwoo Ryu presso l'Università di Suwon in Corea del Sud e il dottor Juan José Vilatela dell'IMDEA Materials Institute in Spagna. La loro ricerca è pubblicata su Science Advances .

Le fibre di carbonio a base di poliacrilonitrile (PAN) esistenti hanno un'elevata resistenza e un basso modulo, mentre le fibre di carbonio a base di pece hanno una bassa resistenza e un alto modulo. Studi precedenti sul miglioramento simultaneo della resistenza alla trazione e del modulo delle fibre di carbonio si sono concentrati solo sull'aggiunta di una piccola quantità di nanotubi di carbonio. Tuttavia, il team di ricerca congiunto di KIST, Suwon University e IMDEA ha prodotto fibre interamente costituite da nanotubi di carbonio senza utilizzare i tradizionali precursori della fibra di carbonio, polimero e pece.

Il team ha prodotto fibre di nanotubi di carbonio ad alta densità e ad alto allineamento attraverso un processo di produzione a umido adatto per la produzione di massa, quindi le ha ricotte ad alte temperature per consentire la conversione delle loro strutture in vari tipi specifici, inclusa la grafite. Di conseguenza, le aree di contatto dei nanotubi di carbonio sono aumentate. Si prevede che queste fibre di nanotubi di carbonio prodotte in questo modo abbiano varie applicazioni, poiché mostrano contemporaneamente caratteristiche di resistenza ultraelevata (6,57 GPa) e un modulo ultra alto (629 GPa), che non potrebbero essere raggiunte con le fibre di carbonio convenzionali. Le fibre hanno anche mostrato un'elevata resistenza al nodo, indicando flessibilità.

Il Dr. Bon-Cheol Ku ha affermato:"La tecnologia di produzione della fibra di carbonio K che utilizza materiali di nanotubi di carbonio è ciò che consentirà alla Corea del Sud, un ritardatario nel campo della fibra di carbonio, di guidare il settore. Questa importante tecnologia fungerà da motore di crescita futuro per le industrie aerospaziale e della difesa necessarie per spingere la Corea del Sud nel regno delle superpotenze dei materiali".

"Ci siamo assicurati la tecnologia originale per la produzione di fibre di carbonio ad altissima resistenza e ad altissimo modulo basate su nanotubi di carbonio, ma affinché la produzione in serie di fibre di carbonio ad altissime prestazioni sia possibile, la produzione in serie di nanotubi di carbonio a doppia parete , un materiale fondamentale, deve avvenire prima", ha proseguito, affermando che il sostegno a livello nazionale e l'interesse del settore sono necessari per ulteriori progressi. + Esplora ulteriormente

Il jiggling molecolare ha implicazioni per le fibre di nanotubi di carbonio