Superpevná fólie z nanotrubek

Objevilo se další využití nanotrubek. Tentokrát vědci vytvořili tenkou fólii, která má vynikající mechanické vlastnosti, je průhledná a vodivá.

Jednoduchá výroba

Tažení fólie z nanotrubek
Credit: Science

Vždycky, když se někdo snažil vyrobit fólii z nanotrubek, tak je rozpustil v nějaké tekutině, tu rozlil do velké plochy, nechal schnout a čekal, co z toho bude. Obvykle z toho nic moc nebylo, protože vzniklá "fólie" nebyla příliš pevná. Tentokrát to vědci udělali jinak. Nechali vyrůst les nanotrubek usazování par (CVD). Vyrobili převážně vícestěnné nanotrubky dlouhé 70 až 300 μm o průměru kolem 10 nm. Z takového koberce nanotrubek začali vytahovat "vlákna". Lepící páskou se dotkli okraje koberce, nanotrubky se přilepily, a vědci začali táhnout za lepící pásku. Začala se tvořit fólie z propletených nanotrubek. Čím byly chlupy v koberci (nanotrubky) delší, tím lépe se fólie tvořila. Bylo ji možné vyrábět rychlostí až 7 m/min.

Pozoruhodné vlastnosti

Vytažená folie je tlustá asi 18 μm a má hustotu pouhých 0,0015 g/cm³. Aby ji vědci zhutnili, polili ji na podložce líhem. Poté podložku odstranili, povrchové napětí kapaliny stáhlo fólii a líh se vypařil. Výsledkem byla 50 nm tenká fólie s hustotou 0,5 g/cm³ a výbornými mechanickými vlastnostmi. Pro představu 1 km² fólie by vážil pouhých 30 kg – to je voda na mlýn slunečním plachetnicím. Jelikož nanotrubky rostly spolu, jsou k sobě vázány elektrickými silami lépe než když jen vedle sebe uschnou tak, jako v jiných metodách. Fólie tak má výborné mechanické vlastnosti. Její pevnost vztažená na hustotu je 175 MPa/(g/cm³) zatímco známá fólie Mylar má 160 MPa/(g/cm³) a vysokopevnostní ocel asi 125.Výborné je, že fólie je elektricky vodivá a průhledná. To otevírá široké možnosti využití.

Využití v praxi

Nanotrubková fólie svítí
jako žárovka
Credit: Science

Praktické použití je díky zmíněné vodivosti a průhlednosti široké. Podařilo se v obyčejné mikrovlné troubě svařit dva kusy plexiskla. Mezi nimi byla nanotrubková fólie, která snadno přijímá mikrovlnné záření. Zahřála se tedy a plexisklo svařila. Zachovala si při tom svou vodivost a průhlednost. Takové sklo by bylo možné vyhřívat díky fólii zevnitř a ještě by se zpevnilo. Už žádné drátky na oknech aut. Větší dopad by mohla fólie mít na elektrotechniku. Velmi tenká vodivá fólie umožní výrobu lepších kondenzátorů, protože z ní půjde navinout více závitů při stejném objemu. Mohla by se uplatnit v ohebných displejích, mimo jiné proto, že dokáže svítit jako žárovka.

Nejdůležitější je, že fólii lze velmi snadno vyrábět ve velkém. Tažení sedmi metrů za minutu v laboratorních podmínkách slibuje větší rychlosti při praktickém nasazení. A zejména není nutné žádné složité a extrémně drahé zařízení. Nanotrubková fólie otevře cestu skutečně masovému využití nanotrubek v běžných věcech kolem nás.