Applicazioni di trasporto
Uno dei maggiori contributi che le nanotecnologie possono apportare al settore dei trasporti sono i materiali compositi più leggeri e ad alta resistenza (“compositi”) per la costruzione di aeroplani e automobili.
I compositi sono creati da due o più materiali con proprietà fisiche o chimiche significativamente diverse. Queste proprietà rimangono distinte all'interno della struttura finita. La promessa di nanocompositi è che saranno più leggeri e più resistenti di altri tipi di compositi ampiamente utilizzati.
Dopo decenni di ricerca e sviluppo, i compositi furono utilizzati per la prima volta nell’aviazione civile quando la Boeing presentò il suo aereo 777 a metà degli anni ’90. Fino ad allora, per le carrozzerie degli aerei venivano utilizzati alluminio e altri metalli. Nella prossima generazione di aerei (ad esempio, il Boeing 787 Dreamliner), quasi il 50% del materiale utilizzato è composto.
Tra i principali candidati a diventare i nanocompositi preferiti ci sono Nanocompositi a base di nanotubi di carbonio E nanocompositi di argilla polimerica. Si prevede che i nanocompositi offriranno maggiori risparmi di carburante all’industria aerospaziale grazie al loro peso più leggero (a livelli di resistenza simili o migliori rispetto a quelli dei materiali attualmente utilizzati). L'uso dei nanocompositi consente inoltre un viaggio più confortevole per i passeggeri delle compagnie aeree, poiché sono possibili livelli di pressione e umidità in cabina più elevati; i compositi soffrono meno dei metalli in termini di affaticamento e corrosione dei materiali.
Alcuni degli altri vantaggi attesi dagli sviluppi della nanotecnologia per l'industria aerospaziale sono rivestimenti resistenti all'usura e alla corrosione, rivestimenti antighiaccio, pneumatici resistenti all'usura, una migliore protezione contro i fulmini, reti di sensori per monitorare lo stato dei veicoli e una migliore navigazione e sistemi di comunicazione.
Nel settore automobilistico, la spinta maggiore è quella di sviluppare alternative ai motori alimentati a benzina e diesel. I ricercatori stanno esaminando lo stoccaggio efficiente dell’idrogeno in materiali nanoporosi che consentirebbero l’utilizzo di automobili alimentate a idrogeno. Altri vantaggi derivanti dai nanotecnologi nel settore automobilistico includono componenti leggeri e ad alta resistenza, polimeri verniciabili, vernici antivegetative, rivestimenti protettivi dalla luce ultravioletta (UV), protezione dalla corrosione e diodi organici a emissione di luce (LED) per l'illuminazione di pannelli e la strumentazione.
Molte applicazioni di trasporto utilizzano materiale multifunzionale. Sebbene la funzione principale della struttura sia spesso quella portante, sono desiderabili ulteriori proprietà del materiale. Tali proprietà riguardano: caratteristiche elettriche (conduttive o isolanti); caratteristiche termiche (conduttive o isolanti); effetti sulla salute (monitoraggio, controllo); rilevamento (variabili fisiche come stress, deformazione); reazione agli effetti ambientali (ghiaccio, pioggia, contaminanti); azione furtiva (gestione o soppressione delle firme radar elettromagnetiche o visibili); e attuazione.
