Industrie nog nauwelijks klaar voor nanotubes

Armand van Wijck

Koolstof nanobuisjes hebben een gouden toekomst. Het is echter wachten op toepassingingen op grote schaal, zo bleek tijdens het symposium ‘Dutch composites, where to go next’, 14 oktober in Wageningen.

De nanotube is hot. Het ultrasterke, supergeleidende en extreem lichte materiaal is wekelijks nieuws. Wetenschappers zien een gouden toekomst voor composieten waarin koolstof nanobuisjes zijn verwerkt, met revolutionaire toepassingen in de elektronica, bouw en infrastructuur. Tijdens het symposium ‘Dutch composites, where to go next’ werd meer duidelijk over het hoe en vooral het wanneer van deze toekomst.

Composietkenners kwamen bijeen om ervaringen uit te wisselen en te praten over de toekomst van het Nederlandse composiet, waarin nanotubes mogelijk een belangrijke rol gaan spelen. Symposiumorganisator prof. Theo Dingemans van de TU Delft, wetenschappelijke autoriteit op gebied van nanotubes, plaatste hierbij een aantal kanttekeningen.

 

Conservatieve industrie

Dingemans ziet op dit moment nog niet veel toepassingen: ‘In de micro-elektronica worden wel wat nanotubes toegepast. Voor emitters, platte beeldschermen, dat soort dingen. Structureel gezien gebeurt er op grote schaal heel weinig. Bedrijven als Bayer kunnen momenteel al op tonschaal nanotubes leveren, maar zitten nog smachtend te wachten op een daadwerkelijke toepassing.’

Volgens Dingemans komt dit omdat onderzoekers op moleculaire schaal mooie eigenschappen vinden, maar op grote schaal moeten bedrijven er ook brood in zien. De vraag is of de industrie op dit moment al klaar is voor de verwerking van nanotubes. Dat geldt in ieder geval nog niet voor de luchtvaart, ‘een hele conservatieve industrie’, aldus Dingemans. Dit was ook te merken tijdens het symposium, waar opviel dat nieuwe vliegtuigmaterialen te maken hebben met een hoge introductiedrempel. Het ontwikkelen, testen en implementeren van nieuw materiaal in bestaande modellen duurt tientallen jaren.

 

Alles kan kapot

Op dit moment is intensief onderzoek nodig om meer te weten te komen over de materiaaleigenschappen van nanotubes. Zo is er nog weinig bekend over het vermoeiing- en faalgedrag van nanotubes. Dingemans: ‘Alles kan kapot, ook materiaal gemaakt van die ultrasterke nanotubes. De vraag is hoe het zich gedraagt over de tijd. Men wil graag weten hoelang het materiaal bruikbaar blijft.’

Daarnaast is het aanbrengen van nanotubes in composiet of polymeer een complexe bezigheid. ‘Het is niet makkelijk om die buisjes te verwerken in bestaande polymeersystemen. Je hebt er alleen maar wat aan in hoge concentraties en dat is een beetje het probleem. Men is wel in staat om een paar procent efficiënt door een polymeer heen te klutsen en dan zie je wel wat eigenschappen veranderen, maar dat is allemaal maar marginaal.’ Ook kunnen nanotubes niet oplossen of smelten. Dit is problematisch omdat alle materialen momenteel vanuit een gesmolten toestand of oplossing worden gemaakt.

Al met al ziet Dingemans toch wel toekomst in nanotubes: ‘Momenteel zijn polymeren de lichtste materialen die we in kunnen zetten. Als je polymeren heel succesvol kan modificeren met nanotube-structuren zodat je echt heel lichtgewicht dingen kunt doen, heeft dat effect op alles.’