Izpētīta tehnoloģija polimērmateriālu īpašību uzlabošanai ar oglekļa nanopildvielām

Paralēli straujajai tehnoloģiju attīstībai notiek aktīva jaunu materiālu izpēte. Pēdējo gadu ievērojamākie tehnisko zinātņu atklājumi saistīti ar grafēna un oglekļa nanocaurulīšu pētījumiem, kuros atklātas to unikālās elektriskās, termiskās un mehāniskās īpašības. Grafēns un oglekļa nanocaurulītes savienojumā ar dažādiem industrijā lietotiem polimērmateriāliem ļautu ražotājiem būtiski mainīt un uzlabot šo materiālu īpašības.

Projektā, kuru realizēja Rīgas Tehniskās universitātes, Informācijas sistēmu menedžmenta augstskolas un Baltkrievijas valsts universitātes Kodolu problēmu institūta zinātnieki, galvenā uzmanība tika koncentrēta uz oglekļa nanostruktūru (tajā skaitā arī Baltkrievijas sadarbības partneru radītu oglekļa nanodaļiņu) ievadīšanu  komerciāli izplatītās, pieejamās un salīdzinoši lētās polimēru matricās, kas plaši tiek lietotas laku un krāsu pārklājumu, adhezīvu, elektromagnētiskā starojuma barjeras materiālu un citās jomās.

Lai uzlabotu polimēru matricu un oglekļa nanopildvielu savietojamību, zinātnieki modificēja gan polimēru matricu, gan nanopildvielu. Tika izstrādāti tehnoloģiskie risinājumi polimēru nanokompozītu iegūšanai, kā arī tika pārbaudītas jaunās nanokompozītu struktūras elektriskās, kalorimetriskās, termiskās un mehāniskās īpašības, kas ļāva izdarīt secinājumus par ievērojamu nanopildvielu modificējošo efektu.

Vienlaicīgi zinātnieki veica šīs polimēru matricas nanokompozītu elektrisko īpašību teorētisko modelēšanu, izstrādājot nanokompozīta materiāla modeli, kas ņem vērā gan oglekļa nanodaļiņu formu, gan daļiņu (nanocaurulīšu) izvietojumu kompozītmateriāla struktūrā. Izstrādājot modeli, ņemts vērā, ka nanostrukturētie oglekļa piemaisījumi nodrošina elektrovadītspēju pēc lēcienu vadītspējas mehānisma. Zinātnieki secināja, ka sistēmu elektrovadītspēja ir atkarīga no nanooglekļa ieslēgumu telpiskās orientācijas: vadītspēja ir lielāka, ja daļiņas novietotas paralēli elektriskā lauka virzienam, un mazāka, ja šķērsvirzienā.

Pētījums tika veikts Latvijas un Baltkrievijas sadarbības programmas projekta «Oglekļa nanodaļinas saturošu ultra-vieglu aerogelu un termoplastisku polimēru kompozītu elektromagnētisko, stiprības-deformācijas un siltumfizikālo īpašību savstarpējā korelācija» ietvaros. Projekta rezultāti prezentēti starptautiskās konferencēs Itālijā un Igaunijā. Interesantākie savstarpējās sadarbības aspekti un to izvēršanas perspektīvas apspriestas starptautiskajā zinātniskajā konferencē Laulasmaa, Igaunijā (t.sk., XIV Starptautiskā zinātniskā konference Baltic Polymer Symposium 2014). Par kopējo pētījumu rezultātiem iesniegta SCI publikācija.

Informāciju sagatavoja Elīna Karaseva,
sabiedrisko attiecību speciāliste,
RTU Zinātnes koordinācijas un informācijas nodaļa
e-pasts: , tālr.: 26517727