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航空航天和飛機公司以及軍方一直面臨挑戰，需要找到有效遮蔽雷達和無線電等敏感電子裝置免受電磁干擾 (EMI) 的方法，同時又不會給飛機和衛星增加太多重量（它們的質量越大，它們需要更多的燃料才能保持在空中或進入軌道）。對於普通電腦和手機使用者來說，EMI可能會導致資料擦除和連線丟失等麻煩，但在飛機上，這個問題要嚴重得多，干擾會干擾駕駛艙無線電和雷達訊號，阻止飛行員傳送和接收關鍵資訊。
為了解決有人和無人駕駛飛機上的這個問題，美國空軍將在今年年底啟動一項為期18個月的研究，研究使用碳奈米管薄片在輕質複合材料表面建立遮蔽層。Nanocomp Technologies, Inc.是一家位於新罕布什爾州康科德市的碳奈米管材料製造商，上週表示，空軍已選擇該公司作為更大計劃第二階段的主要承包商，該計劃旨在尋找替代目前用於靜電放電 (ESD) 和 EMI 遮蔽的鎳基導體的替代品。
EMI 是電子裝置釋放的電磁輻射 中斷電路效能 的結果，而 ESD 是靜電荷的突然快速轉移。Nanocomp 的碳奈米管薄片旨在充當 “法拉第籠”，可以阻擋外部靜電場進入敏感電路。該公司表示，由於該材料可以導電，因此它會沿著其導電平面重定向能量，而不是允許電子輻射穿透受保護區域。
儘管空軍在幾周內不會正式將合同授予 Nanocomp，但該公司已成功完成 該計劃的初始階段，並正在努力擴大碳奈米管浸漬墊的產量和降低成本，該墊的最大尺寸可達 1.2 米 x 2.4 米，Nanocomp 執行長彼得·安託瓦內特說。他補充說，更大的薄片可以覆蓋更大的表面積，從而減少對接縫或連線以及其他製造密集型組裝步驟的需求。諾斯羅普·格魯曼航空航天系統公司 和 氰特工程材料公司 也預計將參與該計劃的第二階段。
空軍對 Nanocomp 薄片的測試只是其碳奈米管工作的一個最新例證。美國空軍研究實驗室的 材料與製造 Directorate (ARFL/RX) 位於俄亥俄州代頓市的賴特-帕特森空軍基地，至少在過去十年中一直在研究碳奈米管的應用，將它們與聚合物混合，以尋找更堅固、更輕的材料，可以取代鋁甚至銅線，銅線可能佔飛機總重量的三分之一。
材料科學與工程部 ARFL/RX 內的熱科學與材料部門的材料工程師卡拉·斯特朗說，由碳奈米管制成的紙張或織物薄片可能有助於衛星在太空中安全地管理靜電，尤其是在衛星進入軌道後無法提供電氣接地的情況下。該部門的工程師研究、開發和應用新技術，努力防止日益強大的電氣和推進系統產生大量熱量損壞飛機。
另一個 ARFL/RX 分支機構——複合材料與混合材料部的材料研究工程師詹妮弗·蔡斯·菲爾丁說，碳奈米管的問題在於如何將它們製成可用的“宏觀材料”。該部門研究由碳奈米管和奈米纖維製成的纖維和紙張，以尋找利用其高導熱和導電特性的方法。
除了研究 Nanocomp 的技術外，賴特-帕特森的研究人員還在過去三年中評估了北卡羅來納州亞德金維爾 NanoTechLabs, Inc. 的碳奈米管材料，以期將其用作電磁保護膜並提供少量導電性，斯特朗說。空軍還密切關注了佛羅里達州立大學高效能材料研究所 (HPMI) 的研究人員建立的 “巴基紙”。巴基紙薄片是使用密集堆積的單壁碳奈米管制成的。
美國能源部國家可再生能源實驗室國家光伏中心主任 萊恩·拉斐爾 說，碳奈米管具有特定的機械效能，使其成為空軍工作的良好候選材料。“就強度重量比而言，碳奈米管比鋼鐵更堅固，但柔韌性卻無限大，”他說。
拉斐爾說，單個碳奈米管的直徑通常約為一奈米（約 10 個原子的長度），長度是寬度的數百萬倍。拉斐爾此前曾擔任紐約州羅切斯特理工學院 (R.I.T.) 的 奈米電源研究實驗室 的主任，他和他的團隊在那裡對碳奈米管產品（包括 Nanocomp 生產的產品）進行了純度評估。
儘管 Nanocomp 和其他開發新型奈米材料的公司走在正確的軌道上，但它們的主要挑戰之一將是批次生產具有一致特性的產品。拉斐爾說，這並非易事，因為每個碳奈米管的導電特性都取決於它們的形成方式。“如果每根管子都一樣就好了，”他補充道，“但沒人能做到這一點。”
然而，成功的上升空間巨大。拉斐爾說，雖然可以用冰錐刺穿一塊 凱夫拉爾 防彈衣，但用碳奈米管制成的織物卻無法做到這一點。