Süsinikkiud. Kas teadsid? See on kerge kui sulg, kõva nagu teras ja seda leidub paljudes kõrgtehnoloogilistes{1}}toodetes. Kas soovite rohkem teada? Seejärel paljastame koos süsinikkiu saladuse!
Süsinikkiud, nagu nimigi ütleb, on süsinikuaatomitest valmistatud kiud. Need süsinikuaatomid on paigutatud väga tihedalt, moodustades ülitugeva struktuuri. Süsinikkiud muundatakse tavaliselt polüakrüülnitriilil (PAN) või asfalt{2}}põhistest toorainetest. Kõrgetel temperatuuridel aurustuvad nendes toorainetes olevad mittesüsinikelemendid, jättes maha äärmiselt puhta süsinikkiu.
Põhjus, miks süsinikkiust on saanud materiaalses maailmas staar, tuleneb selle hämmastavatest omadustest: selle tihedus on vaid veerand terasest, kuid see on terasest tugevam. Selle tõmbetugevus on mitu korda suurem terasest, mis tähendab, et süsinikkiust struktuure saab muuta õhemaks ja kergemaks, kandes samal ajal sama raskust. Erinevalt roostele kalduvatest metallidest suudab süsinikkiud säilitada head jõudlust karmides keskkondades. Kuigi see ei ole metall, on süsinikkiul teatud juhtivus, mis muudab selle kasulikuks elektroonikaseadmete valdkonnas.
Süsinikkiu tootmine ei ole lihtne ülesanne. Esiteks tuleb toorained kuumutada ligi 1500 kraadini kõrge temperatuurini, seda protsessi nimetatakse karboniseerimiseks. Karboniseeritud kiud vajavad nende tugevuse ja mooduli suurendamiseks täiendavat töötlemist, näiteks grafitimist. Lõpuks kootakse need süsinikkiud riidesse või immutatakse vaiguga komposiitmaterjalide valmistamiseks.
Süsinikkiu laialdane kasutusala on lihtsalt pimestav: Boeing 787 Dreamliner, suurem osa selle kerest on valmistatud süsinikkiust komposiitmaterjalidest, mis vähendab oluliselt kaalu ja parandab kütusesäästlikkust. Süsinikkiud on eelistatud materjal superautode kere, šassii ja isegi rataste jaoks, võimaldades sõidukitel kiiremini kiirendada ja paindlikumalt manööverdada. Golfikepid, tennisereketid, jalgrattad, süsinikkiud muudavad spordivarustuse kergemaks ja tugevamaks, parandades sportlaste sooritust. Siin kasutatakse täielikult ära tuuleturbiini labad, naftapuurimisplatvormid, süsinikkiu kõrge tugevuse ja kergekaalu omadused.
Tehnoloogia arenedes väheneb süsinikkiu hind järk-järgult, mis tähendab, et see siseneb tavaliste inimeste ellu. Tulevikus võime näha rohkem süsinikkiudmaterjalidest igapäevaseid tarbeesemeid mööblist elektroonika ja isegi riieteni. Samal ajal uurivad teadlased ka seda, kuidas kasutada süsinikkiudu tõhusamate energiasalvestusseadmete ja võimalike rakenduste väljatöötamiseks meditsiinivaldkonnas.
Süsinikkiud, see kerge superkangelane, muudab maailma oma ainulaadse võluga. Alates lennukitest taevas kuni sportautodeni maas, alates sportlaste käes olevatest reketidest kuni elektroonikatoodeteni teie ja minu ümber – süsinikkiud on kõikjal, tuues meie ellu lugematuid üllatusi. Usun, et tulevikus, koos uuringute süvenemise ja tehnoloogia küpsusega, näitab süsinikkiud oma hämmastavat potentsiaali rohkemates valdkondades ja jätkab oma legendaarse peatüki kirjutamist.
