Om de buigspanning van driedimensionale oppervlakken te meten, bijvoorbeeld onderdelen voor vliegtuigen of machines, worden nu rekstroken op de oppervlakte aangebracht. Duitse wetenschappers onderzoeken de mogelijkheden van lagen van koolstof-nanobuisjes als rekgevoelige sensoren. Met het nieuwe proces zouden sensoren voor de meting van lokale rekeigenschappen op het oppervlak kunnen worden gespoten. Dit zou een aanmerkelijk goedkoper en flexibeler proces opleveren dan het huidige.
Koolstof-nanobuisjes (CNT) vormen een nieuwe materiaalklasse en hebben sinds hun ontdekking in 1991 snel aan interesse in wetenschap en ontwikkeling gewonnen. De is terug te voeren op de buitengewone materiaaleigenschappen van de nanobuisjes, die zich voor een veelvoud van potentiële toepassingen interessant maakt. Onder andere als materiaal voor sensoren De leerstoel Microsystemtechnik aan het Institut für industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb (IFF) van de Universität Stuttgart ontwikkelt samen met de Fraunhofer Technologie-Entwicklungsgruppe (TEG) lagen van koolstof-nanobuisjes, die als rekgevoelige sensoren kunnen worden ingezet.
Eigenschappen
Koolstof-nanobuisjes bestaan uit gekromde en in zichzelf gesloten grafietachtige atoomlagen, die uit een groot aantal ringvormig gebonden koolstofatomen bestaan wat leidt tot een stabiele buisvormige molecuulstructuur. Een andere bijzonderheid zit in de moleculaire structuur zelf: koolstof nanobuisjes hebben een minimale diameter (slechts enkele nanometers) maar zijn lang (vaak meerdere centimeters). Deze ongewone verhouding levert een grote oppervlakte van CNT-moleculen op bij een in verhouding geringe dichtheid.
Koolstof nanobuisjes hebben een diameter van slechts enkele nanometers maar zijn vaak meerdere centimeters lang.
Dit heeft tot gevolg dat de nanobuisjes aan de ene kant een goede trekvastheid hebben en aan de andere kant een grote elasticiteit. De grote affiniteit van de nanobuisjes onderling en ook naar andere moleculen zorgt ervoor, dat ze zich gemakkelijk tot bundels vormen. Ze zouden ook gemakkelijk voor opslag van andere moleculen zoals bijvoorbeeld gas, damp of een andere biologische substantie als het erfelijke DNA kunnen worden toegepast.
Toepasbaarheid
Deze materiaaleigenschappen maken koolstof-nanobuisjes interessant voor alle sensortoepassingen in de chemische en biologische analyse. Op dit moment worden in Stuttgart materiaal- en systeemtechnische concepten ontwikkeld, die het mogelijk zouden moeten maken om rekgevoelige CNT-lagen goedkoop en flexibel te vervaardigen door het opspuiten van een CNT-emulsie. Voor de beproeving wordt een cabine gebruikt, waarin een robot de spuit bedient.