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航空航天和飞机公司以及军方一直面临挑战，需要找到有效屏蔽雷达和无线电等敏感电子设备免受电磁干扰 (EMI) 的方法，同时又不会给飞机和卫星增加太多重量（它们的质量越大，它们需要更多的燃料才能保持在空中或进入轨道）。对于普通电脑和手机用户来说，EMI可能会导致数据擦除和连接丢失等麻烦，但在飞机上，这个问题要严重得多，干扰会干扰驾驶舱无线电和雷达信号，阻止飞行员发送和接收关键信息。
为了解决有人和无人驾驶飞机上的这个问题，美国空军将在今年年底启动一项为期18个月的研究，研究使用碳纳米管薄片在轻质复合材料表面创建屏蔽层。Nanocomp Technologies, Inc.是一家位于新罕布什尔州康科德市的碳纳米管材料制造商，上周表示，空军已选择该公司作为更大计划第二阶段的主要承包商，该计划旨在寻找替代目前用于静电放电 (ESD) 和 EMI 屏蔽的镍基导体的替代品。
EMI 是电子设备释放的电磁辐射 中断电路性能 的结果，而 ESD 是静电荷的突然快速转移。Nanocomp 的碳纳米管薄片旨在充当 “法拉第笼”，可以阻挡外部静电场进入敏感电路。该公司表示，由于该材料可以导电，因此它会沿着其导电平面重定向能量，而不是允许电子辐射穿透受保护区域。
尽管空军在几周内不会正式将合同授予 Nanocomp，但该公司已成功完成 该计划的初始阶段，并正在努力扩大碳纳米管浸渍垫的产量和降低成本，该垫的最大尺寸可达 1.2 米 x 2.4 米，Nanocomp 首席执行官彼得·安托瓦内特说。他补充说，更大的薄片可以覆盖更大的表面积，从而减少对接缝或连接以及其他制造密集型组装步骤的需求。诺斯罗普·格鲁曼航空航天系统公司 和 氰特工程材料公司 也预计将参与该计划的第二阶段。
空军对 Nanocomp 薄片的测试只是其碳纳米管工作的一个最新例证。美国空军研究实验室的 材料与制造 Directorate (ARFL/RX) 位于俄亥俄州代顿市的赖特-帕特森空军基地，至少在过去十年中一直在研究碳纳米管的应用，将它们与聚合物混合，以寻找更坚固、更轻的材料，可以取代铝甚至铜线，铜线可能占飞机总重量的三分之一。
材料科学与工程部 ARFL/RX 内的热科学与材料部门的材料工程师卡拉·斯特朗说，由碳纳米管制成的纸张或织物薄片可能有助于卫星在太空中安全地管理静电，尤其是在卫星进入轨道后无法提供电气接地的情况下。该部门的工程师研究、开发和应用新技术，努力防止日益强大的电气和推进系统产生大量热量损坏飞机。
另一个 ARFL/RX 分支机构——复合材料与混合材料部的材料研究工程师詹妮弗·蔡斯·菲尔丁说，碳纳米管的问题在于如何将它们制成可用的“宏观材料”。该部门研究由碳纳米管和纳米纤维制成的纤维和纸张，以寻找利用其高导热和导电特性的方法。
除了研究 Nanocomp 的技术外，赖特-帕特森的研究人员还在过去三年中评估了北卡罗来纳州亚德金维尔 NanoTechLabs, Inc. 的碳纳米管材料，以期将其用作电磁保护膜并提供少量导电性，斯特朗说。空军还密切关注了佛罗里达州立大学高性能材料研究所 (HPMI) 的研究人员创建的 “巴基纸”。巴基纸薄片是使用密集堆积的单壁碳纳米管制成的。
美国能源部国家可再生能源实验室国家光伏中心主任 莱恩·拉斐尔 说，碳纳米管具有特定的机械性能，使其成为空军工作的良好候选材料。“就强度重量比而言，碳纳米管比钢铁更坚固，但柔韧性却无限大，”他说。
拉斐尔说，单个碳纳米管的直径通常约为一纳米（约 10 个原子的长度），长度是宽度的数百万倍。拉斐尔此前曾担任纽约州罗切斯特理工学院 (R.I.T.) 的 纳米电源研究实验室 的主任，他和他的团队在那里对碳纳米管产品（包括 Nanocomp 生产的产品）进行了纯度评估。
尽管 Nanocomp 和其他开发新型纳米材料的公司走在正确的轨道上，但它们的主要挑战之一将是批量生产具有一致特性的产品。拉斐尔说，这并非易事，因为每个碳纳米管的导电特性都取决于它们的形成方式。“如果每根管子都一样就好了，”他补充道，“但没人能做到这一点。”
然而，成功的上升空间巨大。拉斐尔说，虽然可以用冰锥刺穿一块 凯夫拉尔 防弹衣，但用碳纳米管制成的织物却无法做到这一点。