náhled|150px|Model jednostěnné uhlíkové nanotrubice Elektrovodivé příze z uhlíkových nanotrubic (angl.: conductive CNT yarns, něm.: leitfähige CNT Garne) jsou výrobky z uhlíkových nanovláken k použití na speciální elektronické textilie.
V roce 2011 se odhadovala celosvětová kapacita výroby uhlíkových nanotrubic na 460 ročních tun. Téměř celá kapacita se využívá k výrobě prášku, grafenu a disperzí, jen malá část nanotrubic se začala zpracovávat na fólie a příze. Druhy materiálů z uhlíkových nanotrubic (US Research Nanomaterials 2015): http://www.us-nano.com/nanotech_tips Technologie výroby Z laboratorních pokusů v letech 1991-2010 jsou známé tři principy zvlákňování: za mokra, z aerogelu a za sucha. Schulz/Shanov/Yin: Nanotube Superfiber Materials: Changing Engineering Design, William Andrew 2013,
Výsledky dosavadních experimentů (2015) ukazují, že pro průmyslovou výrobu příze bude nevhodnější technologie zvlákňování za sucha a spřádání zakroucením (nebo zaoblením) proužku vláken z matrice vzniklé metodou CVD. Dias: Electronic Textiles, Woodhead Publishing 2015,
náhled| 150px|Tvorba pavučinky – odtah nanotrubic z forestu
Spřadatelné nanotrubice s tloušťkou 6-15 nm se získávají metodou CVD. Vlákna se se zachycují v kolmé poloze na tenké plošce ze silikonu, kde se seřazují jako tzv. forestX (viz vrchní část prostředního snímku). Z forestu se odtahuje proužek vláken, ze kterých se tvoří pavučinka obsahující vodorovně uložené, vzájemně zaklíněné nanotrubice. Materiál pavučinky se pak „dopřádá“, tj. zpevňuje zákrutem (nebo zaoblováním), příp. napařováním v prchavém rozpouštědle a navíjí na cívku.
X Délka trubic, tj. výška forestu může dosáhnout až 300 nm (±2nm), hustota cca 1–3 mg/cm2. Z 1 cm forestu se tvoří 5-6 m vlákenné pavučinky. (Pokusně byla v roce 2013 v čínských laboratořích zhotovena uhlíková nanotrubice o délce 550 mm.) náhled| 150px|Příze z nanotrubic (cca 3 000 x zvětšeno) Způsoby dopřádání
V roce 2015 bylo v odborné literatuře uváděno např.: Zakrucování na křídlovém stroji s použitím elektromagnetu se zakládá na stejném principu jako konvenční křídlovka. Up-spinning. Pavučinka je tažena nahoru („up“) k vřetenu, které ji zakrucuje rychlostí do 18 000 otáček za minutu a příze (mnohem jemnější než výrobek z křídlového stroje) se navíjí na pomaleji rotující cívku. Zhušťování zaoblováním. Pavučinka prochází párem válečků s pružným potahem, které se otáčejí a odvalují axiálními pohyby. Zaoblená vlákna se navinují na cívku. Příze mají mnohem vyšší modul pružnosti než zakrucované výrobky. Jádrové příze se vyrábějí z kovového jádra, které se opřádá na křídlovém stroji pláštěm z uhlíkových nanotrubic. Struktura a vlastnosti příze Komerční výroba příze z uhlíkových nanotrubic: http://www.compositesworld.com/articles/near-commercialization-cnt-yarn-tape-and-sheet Příze se komerčně vyrábějí s průměrem 20–30 mikronů. Porezita zakroucené příze dosahuje asi 24 %, příze obsahuje v průřezu obvykle více než milion jednotlivých vláken.
Pevnost příze nepřesahuje 5 % pevnosti v ní obsažených vláken. Vliv zákrutu na pevnost příze je podobný jako u konvenčních přízí. Maximální pevnost se dosahuje se sklonem závitů cca 20 %, pro specifický modul je optimální sklon 10 %
Např. pevnost příze z jednostěnných trubic o jemnosti 3 tex vyráběné rychlostí 150 m/hod dosahuje 1,8 GPa (0,8 N/tex). Informace firmy Nanocommp Technologies (2008): http://www.nsti.org/publications/Nanotech/2008/pdf/319.pdf
Elektrická vodivost příze z vícestěnných trubic se udává v rozmezí 1,5 × 104 a 4,1 × 104 S/m. Vodivost se dá podstatně zvýšit pokovováním příze, ovšem zároveň se ztrátou 30–50 % pevnosti.
Použití CNT přízí * Senzory
Elektrický odpor příze se dá měnit zavedením určitého napětí. Příze se pak dá použít k simultánnímu měření napětí a teploty. Citlivost textilních senzorů na napětí se pohybuje v rozmezí 1,4–1,8 mV/V/1000 µ. Pružné superkondenzátory jsou požadovány jako zdroj energie zejména pro přenosné elektronické přístroje. Příze z uhlíkových nanotrubic se v nich používají jako aktivní materiál nebo jako substrát. Aktuátory Elektrody z CNT příze v elektrochemické buňce způsobují roztažení a smrštění. Např. umělý sval z CNT aktuátoru se může napínat až stokrát výš než přirozený sval.
Výrobou příze z uhlíkových trubic se zabývá např. firma General Nano, Meijo-nano Carbon, Q-flo, Plasan aj. Rozsáhlejšímu použití přízí brání především vysoká cena. (Vícestěnné nanotrubice stály např. v roce 2013 kolem 100 USD / kg).
Reference
Související články Nanotechnologie
Nanovlákno
Uhlíkové nanotrubice
Kategorie:Druhy příze