Laminaty węglowe z możliwością zmiany kształtu

Autor: Marcin Godzierz

W ostatnim czasie na stronie prestiżowego czasopisma „Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America” szwedzcy autorzy z KTH Royal Institute of Technology opublikowali artykuł dotyczący odkształcalnych kompozytów typu CFRP. Czy to kolejny krok do rewolucji w sektorze lotniczym i kosmicznym?

Rys. 1 Schemat morficznego kompozytu CFRP, a)zdjęcie SEM, b)zdjęcie LM, c) schemat działania

Opisany przez autorów kompozyt składa się z warstw laminatu węglowego przedzielonych stałych elektrolitem, czyli tak naprawdę baterią typu Li-ION o grubości kilku milimetrów (Rys. 1). Uzyskany w ten sposób materiał miał gęstość na poziomie 1.6 gm/cm³, co czyni go nawet lżejszym od komercyjnych kompozytów CFRP. Ponadto, obecność baterii litowo-jonowej pozwoliła autorom na uzyskanie znacznych odkształceń kompozytu w polu elektrycznym, bez zniszczenia samego materiału (Rys. 2)!

Rys.2 Fotografie zarejestrowane podczas prób w polu elektrycznym

Taki materiał, jeśli tylko zachowa większość swoich właściwości mechanicznych (tj. sztywność i wytrzymałość na rozciąganie), jest potencjalną rewolucją w sektorze lotniczym, kosmicznym i samochodowym. Jego wytwarzanie jest stosunkowo prostą technologią, a zastosowanie ograniczone jedynie wyobraźnią konstruktora! Wyobraźmy sobie sterowanie w ten sposób lotkami samolotu, co praktycznie pozwoliłoby na wyeliminowanie aluminium i skomplikowanego układu siłowników z konstrukcji. Puśćmy wodze fantazji i pójdźmy jeszcze dalej. Zastosowanie takiego materiału w konstrukcji samochodów Formuły 1, na przykład w tylnych spoilerach, może pozwolić na poprawę aerodynamiki pojazdów i dodatkowe skrócenie czasu pojedynczego okrążenia. Takie uatrakcyjnienie wyścigów na pewno spotkałoby się z pozytywnym odbiorem fanów motosportu.

Źródło: pnas.org; newatlas.com