Koolstof nanobuisjes
Koolstof nanobuisjes of carbon nanotubes (CNT) zijn nano-materialen. Ze worden vaak aangeboden in de vorm van opgerold grafeen en beschikken over interessante eigenschappen zoals elektrische geleidbaarheid, IR & UV-absorptie, thermische geleidbaarheid en extreme sterkte.
CNT is verkrijgbaar in verschillende vormen:
- meerwandig CNT is de goedkoopste en meest relevante vorm voor de industrie
- enkelwandig CNT
- chemische gemodificeerd CNT
CNT's worden vooral industrieel toegepast om de sterkte van kunststoffen en composietmaterialen te verbeteren en om geleidende inkten en coatings te produceren.
Formuleren van inkten & coatings met CNT
Omdat koolstofnanomaterialen de neiging hebben te klonteren in grote agglomeraten, vooral in watergebaseerde systemen, bestaat de belangrijkste uitdaging erin een perfecte dispersie te verkrijgen.
Tijdens het voorbije decennium, heeft Centexbel de CNT dispersies van vele producenten gescreend in combinatie met veel verschillende dispersie-additieven en binders.
Dit onderzoek heeft ons in staat gesteld om het gebruik van CNT in een industrieel relevante omgeving voor coatings, inkten en kleefmiddelen te optimaliseren en bovendien om de methode te perfectioneren om geleidende partikels in een niet-geleidende matrix te visualiseren.
Visualisering van koolstof nanobuisjes in hun matrix
Tijdlijn van Centexbel's expertise in CNT
Intentionele duurzaamheid op textiel
Textielmaterialen worden vaak blootgesteld aan extreme omstandigheden zoals veelvuldig plooien, uitrekken of abrasie. Bovendien wordt textiel gewassen met detergenten en aan hoge temperaturen.
In onze geaccrediteerde laboratoria hebben we verschillende duurzaamheidsparatemeters getest.
Ondanks een algemeen lichte verhoging van het weerstandsvermogen, is de inkt - zelfs zonder inkapseling - bestand tegen wassen, en cyclisch buigen en strekken.
Koolstof versus zilverinkt
De eigenschappen van zilverinkt en koolstofinkt zijn verschillend: zilverinkt heeft een betere geleidbaarheid, maar koolstofinkt is veel goedkoper. De geleidende en rekbare inkt op basis van CNT die Centexbel ontwikkelde heeft een veel betere duurzaamheid dan de traditionele geleidende inkten die gebruikt worden in geprinte elektronica. Dit betekent dat CNT en zilverinkt verschillende toepassingen hebben.
Links: een passieve capacitieve sensor geprint op textiel zonder inkapseling.
Rechts: gebruik van zilverinkt vereist inkapseling door een coatinglaag boven en onder de zilverinkt.
Prototypes
Centexbel heeft met succes de mogelijkheden aangetoond van CNT inkten op textiel in verschillende toepassingen. De inkt wordt aangebracht met traditionele zeefdruk- en coatingtechnieken die zowel in de textielsector als in de sector van geprinte elektronica courant gebruikt worden.
De toepassingen variëren van sensoren tot verwarming en werden in de vorm van prototypes getest.
Bewegingssensor ontwikkeld in een international project met partners: NXP semiconductors, Alsico High Tech en Televic Healthcare. De bewegingsensor werd gevalideerd in een medische omgeving.
Geleidende oppervlakten (met gebruik van CNT) kunnen gebruikt worden als warmteweerstand. De temperatuur varieert volgens de aangebrachte spanning (voltage).