Je leest:

Superrubber overleeft extreme temperaturen

Superrubber overleeft extreme temperaturen

Auteur: | 3 december 2010

Japanse wetenschappers hebben een nieuw soort rubber van koolstofnanobuisjes gemaakt. Het bijzonder van dit nieuwe kunstrubber is dat het elastisch blijft onder zeer hoge en lage temperaturen. Dat komt van pas in de ruimte, maar is ook handig voor superverende schoenzolen of kreukvrije kleding.

Koolstofnanobuisjes zijn een klasse apart binnen de materiaalkunde. De opgerolde velletjes koolstof behoren tot de meest bestudeerde materialen van de afgelopen twintig jaar. De combinatie van eigenschappen verwondert menig wetenschapper: sterk, licht en erg goed warmte- en stroomgeleidend. Sinds vandaag staan ze ook in het lijstje van viscoelastische materialen; met een bijzondere vermelding.

Handig voor als je niet kunt slapen van die blaffende hond. Maar wist je dat dit ook een viscoelastisch rubber is?

Temperatuur gebonden

Viscoelasticiteit is de eigenschap die we toebedelen aan materialen die weerstand bieden als je ze indrukt en daarna bij loslaten weer terugveren in hun oorspronkelijke vorm. Een oordopje dat je in je oor priegelt tegen de herrie is zo’n voorbeeld van een viscoelastisch materiaal. Zodra je het uit je oor haalt, springt het weer terug in zijn normale vorm. Veel rubberachtige materialen zijn viscoelastisch.

Viscoelasticiteit is aan temperatuur gebonden. Als het te warm wordt, brokkelt een viscoelastisch materiaal af en bij een te lage temperatuur verliest het zijn flexibiliteit en wordt het hard. Siliconenrubber werkt bijvoorbeeld alleen tussen -50 en 300 graden Celsius. Japanse wetenschappers hebben nu van koolstofnanobuisjes een rubber gemaakt dat bij extremere temperaturen werkt dan elk ander viscoelastisch materiaal. Ze beschrijven hun vondst vandaag in het blad Science.

Kluwen

Het ‘kunstrubber’ dat de Japanners gemaakt hebben behoudt zijn elasticiteit tot een temperatuur van maar liefst 196 graden onder nul. Elk ander rubber zou bij die lage temperatuur allang afbrokkelen. Ook in extreme hitte is het kunstrubber ongeëvenaard. De nanobuisjes blijven elastisch tot wel 1000 graden Celsius. Bij die temperatuur smelt aluminium en staal begint dan zijn stevigheid te verliezen.

Het flexibele superrubber in ‘vol’ ornaat. Let wel, het is een vergroting. Het witte streepje linksonder stelt één millimeter voor.
Science / AAAS

Om dit bijzondere rubber te maken zijn de Japanners gaan vlechten met koolstofnanobuisjes. Door verschillende soorten buisjes (met enkele wanden en dubbele wanden) te verstrengelen, ontstond een soort kluwen. Vanderwaalskrachten tussen de buisjes vormen de bindende kracht die zorgt dat het rubber terugveert in zijn oorspronkelijke vorm nadat het is uitgerekt.

Een overhemd met het nieuwe rubber kreukt niet, maar springt altijd weer in zijn strakke vorm.

Kreukelvrije kleding

Het ‘superrubber’ kan met name van pas komen in extreme omstandigheden, zoals bij ruimtemissies in het ultrakoude heelal. Yuri Gogotsi, een wetenschapper aan Drexel University, schrijft in een commentaarartikel in Science dat hij een grote toekomst verwacht van het nieuwe rubber. Maar ook op aarde zijn praktische toepassingen niet ondenkbaar: schoenzolen die extreem goed veren of kleding die niet meer kreukelt, behoren volgens Gogotsi tot de mogelijkheden.

Er is echter nog wel een ‘maar’: het nieuwe rubber is erg duur. “Het was vrij makkelijk te maken”, zegt Ming Xu, die het Japanse onderzoek leidde, “maar het op grote schaal produceren moet nog worden ontwikkeld.” Consumenten zullen er nog even op moeten wachten, denkt Xu. De strijkbout zou ik dus nog maar even bewaren.

Bron:

M. Xu, Carbon Nanotubes with Temperature-Invariant Viscoelasticity from –196° to 1000°C, Science (3 december 2010). DOI: 10.1126/science.1198982

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 03 december 2010

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.