Nanotubi di carbonio per i nuovi kayak ultraresistenti

Sperimentato un gelcoat epossidico nanotech per il rivestimento degli scafi. L’aziienda norvegese Re-Turn ha utilizzato i nanotubi al carbonio Baytubes di Bayer MaterialScience per modificare un gelcoat epossidico utilizzato sperimentalmente per il rivestimento degli scafi dei kayak, con l’obiettivo di aumentare la resistenza all’abrasione e ridurre la formazione di crepe nell’utilizzo prolungato. I nanotubi di carbonio permettono una notevole resistenza al graffio e in questo caso si è notata anche un migliore assorbimento dei raggi UV, riducendo i fenomeni di scolorimento, e aumentando la rigidità e la stabilità degli scafi.
I kayak, versione moderna delle tradizionali imbarcazioni utilizzate dai nativi Inuits, sono oggi prodotti con materie plastiche e compositi. Veloci e leggeri, sono soggetti a urti e sfregamenti contro scogli, rocce e fondali.
I risultati dei test condotti su alcuni prototipi di scafi rivestiti con l’innovativo gelcoat serviranno allo sviluppo di nuovo modelli commercializzati dalla società norvegese. “Siamo convinti che questi prototipi saranno migliori di quelli standard sotto molti aspetti”, afferma Stein Dietrichson, Direttore generale di Re-Tur.
Lo sviluppo del coating ha beneficiato delle esperienze condotte nella produzione di vernici marine additivate con nanotubi al carbonio, già disponibili a livello commerciale.
Finora i costi di sintesi dei nanotubi di carbonio (CNT) superavano significativamente i 1.000 euro per chilogrammo, con un’incostante qualità del prodotto. Tuttavia, il procedimento di produzione sviluppato da Bayer Technology Services permette la produzione di Baytubes con una purezza costante del materiale superiore al 95%, con costi enormemente ridotti.
Vediamo meglio cosa sono i nanotubi di carbonio (CNT) e i loro costi.
Si tratta di piani di grafite arrotolati su se stessi per formare cilindri di carbonio, molto robusti e stabili. Per riuscire a immaginare quanto sia esiguo il loro diametro si usa metterli a confronto con un capello umano, che ha uno spessore 50 mila volte superiore. «I nanotubi di carbonio sono 60 volte più resistenti dell’acciaio alle sollecitazioni meccaniche a parità di dimensioni, pur avendo una massa 6 volte inferiore. Dal punto di vista della conducibilità elettrica in alcuni casi sono quasi assimilabili al rame», ha evidenziato Carlo Garella, che si occupa di innovazione e ricerca nel campo dei polimeri presso la Bayer Material Science ed è membro del consiglio direttivo del consorzio Proplast. In virtù delle loro peculiarità i CNT sarebbero in grado di soddisfare diverse esigenze, dal miglioramento delle proprietà dei polimeri convenzionali alla realizzazione di materiali polimerici dotati di proprietà conduttive (soprattutto per applicazioni nell’elettronica più avanzata), dal continuo processo di miniaturizzazione di tutti i componenti industriali all’apertura verso campi di applicazione completamente diversi. Se qualche isolata applicazione inizia a intravedersi sul mercato (maz- ze da hockey estremamente robuste, tubi per pompe di benzina che prevengono l’accumulo di cariche elettrostatiche), gli ingenti costi di produzione in primo luogo, e secondariamente la necessità di adattare macchine e processi “ad hoc” per il loro impiego, ne ostacolano l’uso su scala industriale. A questi scogli si aggiungono poi le preoccupazioni derivanti dalla scarsa conoscenza del profilo tossicologico dei nanotubi di carbonio. «Anche la scarsa ripetitività del nanoprocesso produttivo è limitante. Basare la ricerca su un prodotto che non è mai uguale a se stesso può portare a conclusioni del tutto inaffidabili», ha detto Garella, rivelando che la Bayer è invece riuscita a realizzare nanotubi “multiwall” che si avvicinano molto a una ottimizzazione dei risultati, basandosi su canoni scientifici. «Abbiamo puntato sulla possibilità di accedere a processi produttivi a basso costo, pur mantenendo caratteristiche elevate». I Baytubes® della Bayer, che si rivolgono principalmente al mercato dei polimeri, sono caratterizzati da un numero di pareti che può variare da 3 a 15, la lunghezza è variabile, mentre il diametro è abbastanza costante (13-16 nm). La produzione finora è avvenuta in un impianto di laboratorio con una capacità produttiva annua di 1.500 kg. «Già oggi siamo partiti con un secondo impianto, di dimensioni industriali, con un potenziale di 30 tonnellate l’anno, per raddoppiare i volumi nei prossimi due anni. L’obiettivo, prefissato per il 2010-2012, è di poter arrivare al mercato con qualcosa come 3.000 tonnellate annue», ha dichiarato l’esperto della Bayer. Come abbiamo già osservato, i prezzi dei CNT oggi sono letteralmente proibitivi: si va da 1.000 a 100 mila euro/kg, contro gli 1,5-5 euro al chilo per le nanoargille. Tuttavia, ci si aspetta che il forte trend di sviluppo del mercato (le stime più “ottimistiche” parlano di una crescita pari al 60% all’anno) porterà ad un abbattimento dei prezzi al di sotto di 300 euro/kg, il che permetterà di ampliare ulteriormente il campo applicativo

Bayer MaterialScience produce nanotubi di carbonio in un impianto pilota con capacità annua intorno a 200 tonnellate, recentemente inaugurato presso il sito di Leverkusen.
Bayer MaterialScience ha presentato a Nanotech (Tokyo, 17-19 febbraio 2010) un nuovo agglomerato di nanotubi di carbonio (CNT) denominato Baytubes C 70 P, che rispetto al tipo precedente (C 150 P) si caratterizza per una maggiore capacità di dispersione nella matrice polimerica; è quindi particolarmente adatto per materiali che non devono perdere le originali caratteristiche meccaniche, o nel caso di additivazione con CNT in soluzioni acquose o a bassa viscosità

1 comment for “Nanotubi di carbonio per i nuovi kayak ultraresistenti

  1. 2011-02-03 at 11:46

    Il tuo blog mi piace tanto , complimenti!

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