Изготовление, функционализация и применение полимерного композита, армированного углеродными нанотрубками: обзор

С 1991 года активно развивается новый класс наноматериалов на основе углеродных нанотрубок (УНТ), что обусловлено их выдающимися механическими и электрическими свойствами, а также высокими характеристиками транспорта электронов. Это свидетельствует о том, что разработка полимерных композитов, армированных УНТ, может способствовать расширению областей их применения — от устройств, связанных с энергетикой, до конструкционных компонентов. Несмотря на перспективность и широкий спектр применений, низкая растворимость УНТ в водных и органических растворителях ограничивает возможности их использования. Рассмотрено современное состояние исследований полимерных композитов, армированных УНТ, включая одностенные углеродные нанотрубки (SWCNT) и многостенные углеродные нанотрубки (MWCNT), в контексте применяемых в настоящее время методов ковалентной и нековалентной функционализации. Цель обзора — дать критическую оценку этого активно развивающегося класса композиционных материалов и осветить достижения в разработке полимерных композитов, содержащих УНТ. Также обсуждаются механизмы, определяющие механические, тепловые и электрические характеристики полимерных композитов, армированных УНТ. Важно понимать, как добавление УНТ в полимерный композит изменяет его микроструктуру на микро- и наноуровнях, а также как эти изменения влияют на общее структурное поведение материала — как в изготовленном состоянии, так и после функционализации. Технологические преимущества, обеспечиваемые добавлением УНТ в полимерные композиты, могут быть значительными, однако их научную ценность необходимо критически оценивать для обеспечения надежности, устойчивости и структурной целостности при различных промышленных применениях.