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Una ricetta più semplice per gli aeroplani
I materiali compositi utilizzati nelle ali e nelle fusoliere degli aerei sono in genere prodotti in forni molto grandi, delle dimensioni di una casa: più strati polimerici vengono sabbiati a temperature fino a 400 °C per formare un materiale solido e resiliente. Con questo approccio, è necessaria una notevole energia per riscaldare prima il forno, quindi il gas all'interno del forno e infine il composito vero e proprio.
Un nuovo film di nanotubi di carbonio polimerizza i compositi per le ali e le fusoliere degli aeroplani, ma utilizza solo l'1% dell'energia richiesta dai tradizionali processi di produzione basati su forni.
Gli ingegneri aerospaziali del MIT hanno ora sviluppato una pellicola di nanotubi di carbonio che può raggiungere lo stesso scopo senza questi enormi forni. Quando viene avvolto su un composito polimerico multistrato e collegato a una fonte di energia elettrica per riscaldarlo, il film stimola il polimero a solidificarsi.
Il gruppo ha testato la pellicola su un comune materiale in fibra di carbonio utilizzato nei componenti degli aerei e ha scoperto che ha creato un composito resistente come quello prodotto nei forni convenzionali, utilizzando solo l'1% in più di energia.
Il nuovo approccio fuori forno potrebbe offrire un metodo di risparmio energetico più diretto per produrre praticamente qualsiasi composito industriale, afferma Brian L. Wardle, SM '95, PhD '98, professore di aeronautica e astronautica al MIT.
In genere, se hai intenzione di cucinare una fusoliera per un Airbus A350 o un Boeing 787, hai circa un forno a quattro piani che costa decine di milioni di dollari in infrastrutture che non ti servono, dice Wardle. La nostra tecnica mette il calore dove serve, a diretto contatto con il pezzo da assemblare. Pensala come una pizza autoriscaldante… Invece di un forno, basta collegare la pizza alla parete e si cuoce da sola.
Wardle afferma che la pellicola di nanotubi, che è solo una frazione del diametro di un capello umano, è anche incredibilmente leggera. Dopo aver fuso gli strati polimerici sottostanti, si ingrana con il composito, aggiungendo un peso trascurabile.
Il team sta lavorando con partner industriali per aumentare la tecnologia in modo che i compositi possano essere utilizzati per realizzare fusoliere e ali di aeroplani.
I ricercatori, inclusi gli studenti laureati del MIT Jeonyoon Lee e Itai Stein e Seth Kessler '99, SM '00, PhD '02, della Metis Design Corporation, hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Materiali applicati e interfacce ACS .