No campo aeroespacial, que tem requisitos extremos para o desempenho do material, os nanotubos de carbono de poucas paredes são como um "pau para toda obra" com habilidades únicas, desempenhando um papel insubstituível em muitos elos importantes.
"Reforço" de materiais estruturais de aeronaves
Os materiais estruturais de aeronaves e espaçonaves precisam atender aos requisitos de alta resistência e peso leve ao mesmo tempo, e os nanotubos de carbono de poucas paredes são um parceiro perfeito a esse respeito. Adicionar uma pequena quantidade de nanotubos de carbono de poucas paredes a materiais compósitos é como injetar "tendões e ossos" no material. Pode ser uniformemente disperso na matriz e intimamente combinado com outros materiais, melhorando muito as propriedades mecânicas do material . Por exemplo, depois de adicionar nanotubos de carbono de poucas paredes aos materiais compósitos da fuselagem e das asas, a resistência à tração e ao impacto do material são significativamente melhoradas e o peso pode ser reduzido muito . Isso significa que a aeronave pode transportar mais combustível ou equipamento, a resistência é melhorada e o consumo de energia durante o vôo também será reduzido. Os dados da pesquisa mostram que os materiais compósitos com nanotubos de carbono de poucas paredes adicionados são mais de 30% mais fortes do que os materiais tradicionais, mas o peso é reduzido em cerca de 20%. Para o campo aeroespacial que busca alta eficiência, este é, sem dúvida, um grande avanço.
O "componente principal" dos revestimentos de proteção de alta temperatura
Durante o voo aeroespacial, as aeronaves enfrentarão ambientes extremos de alta temperatura. Por exemplo, quando uma aeronave está voando em velocidade supersônica, o atrito entre a superfície da fuselagem e o ar gerará muito calor e a temperatura pode chegar a centenas de graus; quando uma espaçonave retorna à atmosfera, ela deve suportar queima em alta temperatura de milhares de graus. Os nanotubos de carbono de poucas paredes têm excelente resistência a altas temperaturas e podem manter uma estrutura e desempenho estáveis em ambientes tão extremos. Adicioná-lo ao revestimento protetor é como colocar uma camada de "armadura à prova de fogo" na aeronave. Este revestimento pode ser coberto uniformemente na superfície da aeronave, bloqueando efetivamente a alta temperatura de invadir a estrutura interna e protegendo a operação normal de componentes-chave, como equipamentos eletrônicos e sistemas de combustível. Além disso, a adição de nanotubos de carbono de poucas paredes também pode aumentar a adesão e a resistência ao desgaste do revestimento, tornando essa camada de "armadura" mais durável e reduzindo os custos de manutenção.
"Booster" para sistemas de energia de naves espaciais
O fornecimento de energia de naves espaciais no espaço é crucial, e nanotubos de carbono de poucas paredes podem fornecer um forte suporte para o sistema de energia. Nos painéis solares de naves espaciais, nanotubos de carbono de poucas paredes podem ser usados como aditivos condutores para melhorar a condutividade e a eficiência de conversão fotoelétrica dos painéis. É como inúmeros fios minúsculos, permitindo que a corrente seja transmitida suavemente dentro do painel solar, reduzindo a perda de energia, para que o painel solar possa converter mais eficientemente a energia solar em energia elétrica e fornecer energia mais suficiente para a espaçonave . Além disso, nas baterias da espaçonave, os nanotubos de carbono de poucas paredes também podem desempenhar um papel semelhante ao das baterias de energia, melhorando a eficiência de carga e descarga e o ciclo de vida das baterias, e garantir que o fornecimento de energia da espaçonave seja estável e confiável durante longas missões espaciais .
"Especialistas em dissipação de calor" para equipamentos dentro de naves espaciais
Equipamentos eletrônicos dentro de espaçonaves geram muito calor durante o funcionamento, e não há convecção de ar no espaço, então a dissipação de calor se torna um grande problema. Nanotubos de carbono de poucas paredes têm excelente condutividade térmica. Transformá-lo em material de dissipação de calor e instalá-lo em equipamentos eletrônicos é como instalar um eficiente "sistema de dissipação de calor" no equipamento. Ele pode conduzir rapidamente o calor gerado por equipamentos eletrônicos e dissipá-lo no espaço por radiação e outros meios, garantindo que os equipamentos eletrônicos operem a uma temperatura adequada, evitando falhas devido ao superaquecimento e garantindo o funcionamento normal da espaçonave.
Com suas propriedades únicas, os nanotubos de carbono de poucas paredes estão constantemente expandindo suas aplicações no campo aeroespacial, injetando um novo ímpeto no desenvolvimento da indústria aeroespacial e ajudando os humanos a explorar um universo mais amplo.