Utilizando un enfoque similar al armado de un club sándwich * en la nanoescala, en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST), los investigadores han tenido éxito en la elaboración de un uniforme revestimiento a base de nanotubos de carbono de paredes múltiples que reduce en gran medida la inflamabilidad de la espuma utilizada en los muebles tapizados y otros tipos de muebles.
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Un recubrimiento fácil de aplicar, desarrollado por el NIST reduce significativamente la inflamabilidad de la espuma utilizada en los muebles. La capa fina de la espuma porosa se deposita sobre la superficie de todos los rincones (imagen superior), con nanotubos de paredes múltiples de carbono (MWCNT) de disipación de calor distribuidos uniformemente (imagen de abajo). (Color añadido para mayor claridad.)
Crédito: Kim/NISThigh resolution image
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La inflamabilidad de la espuma de poliuretano recubierta de nanotubos
se redujo un 35 por ciento en comparación con la espuma no tratada. Tan importante es, que el recubrimiento impidió la fusión y la unificación de la espuma, que es la que genera llamas adicionales que son un importante contribuyente a la propagación de los incendios.
A nivel nacional, los incendios en los que los muebles tapizados son el primer elemento que entra en ignición representan aproximadamente unos 6.700 incendios en el hogar cada año y dejan 480 muertes de civiles, o casi el 20 por ciento de las muertes a causa de incendios entre 2006 y 2010, según la Asociación Nacional de Protección Contra Incendios.
La innovadora técnica del NIST presiona entre dos nanotubos de polímeros y forma columnas de cuatro de estas tricapas en la parte superior de cada uno. El resultado es un recubrimiento similar al plástico que es más delgado que una centésima parte del diámetro de un cabello humano y tiene nanotubos distribuidos uniformemente a lo largo que dan protección al fuego.
La idea original es de los científicos del NIST Yeon Seok Kim y Rick Davis, y el método de fabricación se describe en la edición de enero
2014 de Thin Solid Films . * En ella Kim y Davis escriben que la técnica
se puede usar con una variedad de tipos de nanopartículas para mejorar la calidad de recubrimientos de superficie para diversas aplicaciones.
Ellos experimentaron con una variedad de métodos de recubrimiento capa por capa antes de llegar a su enfoque de tres pisos.Todos habían fracasado para satisfacer sus tres objetivos fundamentales: la cobertura de toda la superficie porosa de la espuma, distribución uniforme de los nanotubos, y la practicidad del método.En estos ensayos, los nanotubos de cilindros de átomos de carbono que se asemejan a los rollos de alambre no se adherian fuertemente a la superficie de la espuma.
Fue así, que Kim y Davis optaron por ser los doctores de los propios nanotubos, tomando prestada una técnica de uso frecuente en el cultivo de células para formar moléculas de ADN más pegajosas. El método asocia nitrógeno que contiene moléculas llamadas "grupos amine" (amine groups) de los nanotubos exteriores.
Este paso resultó fundamental: Los nanotubos "medicados" fueron distribuidos de manera uniforme y se aferraron tenazmente a las capas de polímero por encima y por debajo. Como resultado, el revestimiento explota plenamente la rápida capacidad de disipación del calor de los nanotubos.
Gramo por gramo, el recubrimiento resultante confiere mucho mayor resistencia a la ignición y a la combustión ya que a alcanzado a los retardantes de llama bromados comúnmente utilizado para tratar muebles "soft" hoy en día. Tan importante, dice Davis, que se forma una capa carbonizada protectora cuando la espuma de nanotubos recubiertos está expuesto a calor extremo, creando una barrera que impide la formación de agrupaciones de fusión.
"Este tipo de tecnología tiene el potencial de reducir alrededor de un tercio la amenaza de incendio asociada al incendio de muebles Soft en los hogares", dice Davis.
Referencia - * YS Kim y R. Davis. Paredes múltiples de recubrimientos de capa por capa de nanotubos de carbono con una estructura de tres capas para reducir la inflamación de las espumas. Thin Solid Films 550 (2014) 184-189.
Revestimientos de múltiples paredes de nanotubos de carbono de capa por capa con una estructura de tres capas para reducir la inflamación de las espumas. Thin Solid Films 550 (2014) 184-189.
Fuente: http://www.nist.gov/el/fire_research/flame-011414.cfm
ACLARACIÓN:
* Un club sandwich, denominado también clubhouse sandwich, es un tipo de sándwich servido frecuentemente con doble piso y cortado en cuatro partes, para su elaboración se requiere tres rebanadas de pan tostado.
*soft furnishings: amoblamiento soft son cualquier mueble que está tapizado en un acolchado, relleno con espuma. El tapizado puede ser de tela, cuero o incluso vinilo. La pieza de mobiliario puede ser una silla, sofá, lo que sea, pero debe ser acolchado o relleno y tapizado. También puede considerar grandes cojines en el suelo, aunque no cuadran como muebles.
Ejemplo de amoblamiento soft (o tapizado con soft en su interior)
REFERENCIA CIENTÍFICA: Multi-walled carbon nanotube layer-by-layer coatings with a bilayerstructure to reduce foam flammability. Thin Solid Films 550 (2014) ...
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