”Skinn” av kolnanorör kan skydda framtidens raketer

Med återbruk som en stark trend inom rymdindustrin blir det intressant att hitta nya material med en högre kapacitet för att klara upprepad upphettning. I hastigheter upp till Mach 8 kommer även framtidens överljudsflyg att ha behov av värmesköldar som är smidigare än dagens lösningar.

Nu utvecklar forskare vid Florida State University en ersättare till de kompositmaterial av kolfiberförstärkt plast som används inom rymdindustrin. De har utgått från så kallat buckypaper – ark gjorda av kolnanorör, med en tjocklek på 120–650 mikrometer. Genom att dränka dem i fenol skapade forskarna vid College of Engineering ett lättviktigt kompositmaterial.

Teamet tog fram prover i olika tjocklekar och utsatte dem bland annat för en öppen låga. Deras behandlade buckypaper visade sig fördela värmen effektivare än de konventionella kontrollmaterialen. Men den mest avvikande egenskapen var att kolnanorören förblev böjliga och starka även efter uppvärmning – till skillnad från de andra materialen.

Böjligheten är en viktig faktor då det gör kolnanorören mindre benägna till att spricka vid höga temperaturer, jämfört exempelvis med de keramiska material som ofta används i värmesköldar.

Flexibiliteten innebär att det nya materialet skulle kunna användas som ett väldigt tunt skinn utanpå exempelvis en raket. Det värmeavvisande höljet skulle då även bidra till att ge stöd åt hela konstruktionen.

Den låga vikten kommer givetvis att uppskattas av ingenjörerna – och FSU-projektet har redan plockat hem en andraplats i 2019 års National Space and Materials Symposium, samt en tredjeplats vid Society for the Advancement of Materials and Process Engineering 2019 University Research Symposium. Det skriver Florida State University på sin hemsida.