El problema básico radica en el desarrollo de CNT como material lo suficientemente fuerte como para soportar la estructura del ascensor espacial.
Los principales desafíos detrás del desarrollo de los compuestos CNT son:
1.Dispersión y alineación uniformes de los nanotubos en la matriz: para una resistencia a la tracción óptima, los nanotubos deben estar perfectamente dispersos y alineados axialmente a la fibra. Tenemos que dispersar los nanotubos en la matriz uniformemente como tubos individuales y alinearlos a lo largo del campo de tensión. Este proceso a menudo depende de la matriz.
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2. Formación de una fibra lisa y libre de defectos: la mayoría de los problemas que hemos encontrado al producir fibras de alta resistencia han sido el resultado de la baja calidad de la superficie de las fibras del producto. Es esencial producir una fibra con imperfecciones superficiales mínimas. A medida que aumenta la carga de nanotubos en la matriz, las fibras resultantes tienen una superficie muy rugosa que se puede atribuir a la resistencia a la fusión en aumento de los materiales dopados con nanotubos. Superar este problema incluye recubrimientos por extrusión multinúcleo o por inmersión posterior a la extrusión con matriz para producir una fibra con una superficie lisa.
3. Transferencia eficiente de tensiones desde la matriz al nanotubo: la superficie externa de un nanotubo es una superficie de grafito muy suave, que no conduce a una buena adhesión de la matriz. Para lograr la máxima resistencia, es necesaria una transferencia de tensión muy eficiente desde la matriz al refuerzo de nanotubos. Esto solo se logrará utilizando nanotubos modificados directa o indirectamente para mejorar la adhesión interfacial. Los métodos incluyen tanto la funcionalización química directa del nanotubo como los compuestos seleccionados para ser utilizados como agentes de encolado. Esta química debe adaptarse para cada matriz específica utilizada, con el objetivo final de unir químicamente los nanotubos dentro de la matriz.
4. Alcanzar altas cargas de nanotubos: para lograr materiales de alta resistencia será necesario tener una alta carga de nanotubos en la fibra, hasta un 50%. Debido a esto, serán necesarias modificaciones del proceso de formación de fibras para permitir el hilado de fibras libres de defectos a cargas tan altas.
