جستجو در تالارهای گفتگو

مقدمه : نانوکامپوزيتهاي خاک رس / پليمر بهبود فوق‌العاده‌اي در بسياري از خواص فيزيکي و مهندسي پليمرهايي که در آنها از مقدار کمي پرکننده استفاده مي‌شود، ايجاد مي‌کند. اين تکنولوژي که امروزه مي‌تواند کاربرد تجاري نيز پيدا کند، توجه زيادي را طي سالهاي اخير به خود جلب کرده است. عمدة پيشرفت‌هايي که در اين زمينه بوقوع پيوسته، طي پانزده سال اخير بوده و در اين مقاله به اين پيشرفتها و همچنين مزيتها، محدوديتها و برخي مسايل و مشکلات آن خواهيم پرداخت. هر چند اخيراً پيشرفتهاي عمده‌اي در توسعة روشهاي سنتزي و کاربرد آنها در پليمرهاي مهندسي صورت گرفته و تحقيقاتي نيز در مورد خيلي از خواص مهندسي آنها صورت گرفته، ولي با اينحال، براي فهميدن مکانيزم‌هايي که باعث افزايش کارايي در نانوکامپوزيتهاي مرسوم به الياف تقويت مي‌شوند، مزيتها و امتيازاتي دارد، ولي هنوز نتوانسته تاثيري در بازار کامپوزيتهايي که در آنها جزء اليافي درصد بالايي دارد، ايجاد کند. موضوع فناوري نانو طي سالهاي اخير بطور فزاينده‌اي مطرح شده است. عرصة نانو، محدوده‌اي بين ابعاد ميکرو و ابعاد مولکولي است و اين محدوده‌اي است که دانشمندان مواد و شيميدان‌ها در آن به مطالعاتي پرداخته‌اند و اتفاقاً مورد توجه آنها نيز قرار گرفته است، مانند مطالعه در ساختار بلورها. ولي تکنولوژي که توسط علوم مواد و شيمي توسعه يافته و به نانومقياس معروف است، نبايد به عنوان نانوتکنولوژي تلقي شود. هدف اصلي در نانوتکنولوژي ايجاد کاربردهاي انقلابي و خواص فوق‌العاده مواد، با سازماندهي و جنبش آنها و همچنين طراحي ابزار در مقياس نانو مي‌باشد. تعريف نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر يک مثال موردي از نانوتکنولوژي هستند. در اين نوع مواد، از خاک­رس‌هاي نوع اسمکتيت (Smectite-type) از قبيل هکتوريت، مونت موريلونيت و ميکاي سنتزي، به عنوان پرکننده براي بهبود خواص پليمرها استفاده مي‌شود. خاک­رس‌هاي نوع اسمکتيت، ساختاري لايه‌اي دارند و هر لايه، از اتمهاي سيليسيم کوئورانيه شده بصورت چهار وجهي که به يک صفحه هشت وجهي با لبه‌هاي مشترک از Al(OH) 3 يا Mg(OH) 2 متصل شده، تشکيل شده است. با توجه به طبيعت پيوند بين اين اتمها، انتظار مي‌رود اين مواد خواص مکانيکي فوق‌العاده‌اي را در جهت موازي اين لايه‌ها نشان دهند ولي خواص مکانيکي دقيق اين لايه‌ها هنوز شناخته نشده‌اند. اخيراً با استفاده از روشهاي مدل‌سازي تخمين زده شده که ضريب يانگ در راستاي لايه‌ها، پنجاه تا چهارصد برابر بيشتر از يک پليمر عادي است. لايه‌ها نسبت صفحه‌اي (aspect ratio) بالايي دارند و هر لايه تقريباً يک نانومتر ضخامت دارد، در حاليکه شعاع آن از سي نانومتر تا چند ميکرون، متفاوت مي‌باشد. صدها يا هزاران عدد از اين لايه‌ها بوسيله يک نيروي واندروالسي ضعيف، روي هم انباشته مي‌شوند تا يک جزء رسي را تشکيل دهند. با يک پيکربندي مناسب اين امکان وجود دراد که رس‌ها را به اشکال و ساختارهاي گوناگوني، درون يک پليمر، به شکل سازمان‌يافته قرار دهيم. در گذشته، عمدتاً به اين شکل از دانه‌هاي رسي براي افزايش کارايي پليمر استفاده مي‌شود که آنها را در حد ميکروني خرد مي‌کردند تا از آنها در توليد پليمرهاي تقويت شده بوسيله پرکننده‌هاي در اندازه ميکرون، استفاده کنند. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده. مي‌توان تصور کرد که خواص مکانيکي فوق‌العاده لايه‌هاي منفرد در اجزاي خاک­رس نتوانند در يک سيستم به طرز موثري عمل کنند و پيوندهاي ضعيف بين دو لايه منشاء ايراد در اين کار مي‌باشد. معمول است که از ميزان بالايي از خاک­رس استفاده شود تا به بهبود کافي هر ضرايب دست يابيم، در حاليکه اين کار باعث کاهش استحکام و سختي پليمر مي‌شود. شکل 1: اصول کاربردي متفاوت در ساخت ميکرو و نانوکامپوزيت‌هاي رايج اصلي که در نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر رعايت مي‌شود، اين است که نه تنها دانه‌هاي رسي را از هم جدا مي‌کنند، بلکه لايه‌هاي هر دانه را نيز از هم جدا مي‌کنند (همانطور که در شکل 1 بصورت شماتيک نشان داده شده است) با انجام اين عمل، خواص مکانيکي فوق‌العاده هر لايه نيز بطور موثر بکار مي‌آيد و اين در حالي است که در اجزاي تقويت­شده نيز بطور چشمگيري افزايش پيدا مي‌کند، زيرا هر جزء رسي خود از صدها تا هزارات لايه تشکيل شده است. ويژگيها نانوکامپوزيت­هاي خاک رس / پليمر يکي از دستاوردهاي تحقيقات اين است که مشخص شده که بسياري از خواص مهندسي هنگاميکه از ميزان کمي معمولاً چيزي کمتر از 5% وزني، پرکننده استفاده شود، بهبود قابل توجهي مي‌يابد. در پليمرهايي چون نايلون (nylon-6) 6 هرگاه از چنين ميزان کمي پرکننده استفاده شود، يک افزايش 103 درصدي در ضريب يانگ، 49 درصدي در قدرت کشساني و 146 درصدي در مقاومت در برابر تغيير شکل بر اثر گرما، از خود نشان مي‌دهد. ساير خواص فيزيکي بهبود يافته عبارتند از: مقاومت در برابر آتش، مقاومت بارير (barrier resistance) و هدايت يوني. امتياز ديگر نانوکامپوزيتهاي خاک رس / پليمر اين است که تاثير قابل توجهي بر خواص اپتيکي پليمر ندارند. ضخامت يک لايه رس منفرد، بسيار کمتر از طول موج نور مرئي است، بنابراين نانوکامپوزيت‌هاي خاک­رس / پليمر که خوب ورقه شده باشد، از نظر اپتيکي شفاف مي‌باشد. ميکرو نانوکامپوزيت‌هايي که تصويرشان در شکل 1 نشان داده شده، از ترکيب خاک­رس و پلي­پروپيلن و با استفاده از روش سرد کردن سريع جهت به حداقل رساندن اثر کريستاليزاسيون، ساخته شده‌اند. ميکروکامپوزيت‌هاي مرسوم، قهوه‌اي و مات به نظر مي‌رسند، در حاليکه نانوکامپوزيت‌ها تقريباً شفاف و بيرنگند. با اين دلايل، نتيجه مي‌گيريم که نانوکامپوزيتهاي خاك­رس/ پليمر نمايش خوبي از نانوتکنولوژي مي‌باشد. با سازماندهي و چينش ساختار کلي در پليمرها در مقياس نانومتر، مواد جديد با خواص نو يافت شده‌اند. نکته ديگر در توسعه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اين است که اين تکنولوژي، فوراً مي‌تواند کاربرد تجاري پيدا کند، در حاليکه بيشتر نانوتکنولوژي‌هاي ديگر، هنوز در مرحله مفاهيم و اثبات هستند. كاربردهاي نانوکامپوزيت­هاي خاک رس / پليمر اولين کاربرد تجاري اين مواد با استفاده از نانوکامپوزيت خاك­رس / نايلون 6 بعنوان روکش نوار زمان‌سنج براي ماشينهاي تويوتا در همکاري با ube در سال 1991 بود. به فاصله کمي بعد از آن Unikita نانوکامپوزيت نايلون6 را بعنوان محافظ روي موتورهاي GDI شرکت ميتسوبيشي معرفي کرد. در آگوست 2001، ژنرال موتورز و باسل، کاربرد نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر را بعنوان جزء مکمل COMC ساخاري و شورلت اکستروژن‌ها به همگان اعلام کرد. اين امر با کاربرد اين نانوکامپوزيت‌ها در درب‌هاي شورلت ايمپالاز (Impalas) صورت گرفت. اخيراً شرکت نوبل پليمرز (Noble/Polymers) نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پلي‌پروپيلن را براي استفاده در صندلي‌هاي هندا آکورد ساخته است و اين در حالي است که Ube دارد نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / نايلون12 (clay/nylon-12) را براي استفاده در اجزاي سيستم سوخت‌رساني، توليد مي‌کند. علاوه بر کاربرد در صنعت خودرو، نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، به صنايع نوشيدني‌ها نيز راه يافته‌اند. Alcos CSZ نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر چندلايه را در کاربردهاي جديد خود (بعنوان مواد خطي – سدي) (barrier liner materials) بکار مي‌برد. شرکت Honey well محصولات نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمري Aegis TM NC resin را در بسته‌بندي نوشيدني‌ها بکار مي‌برد و اخيراً شرکت‌هاي Mitsubishi Gas Chemical و Nano car ، نانوکامپوزيتهاي Nylon-MXD6 را براي ساخت بطري‌هاي چند لايه (polyethylene terephtalate) PET ساخته است. تاريخچه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اگرچه تحقيقات در مورد ترکيب خاك­رس/ پليمر به قبل از 1980 برمي‌گردد، ولي کارهايي که در آن زمان صورت گرفت را نبايد در تاريخچه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر به حساب آورد، چرا که هيچگاه به نتيجه چشمگيري براي بهبود خواص فيزيکي و مهندس آنها ختم نشد. در حقيقت مي‌توان منشاء نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر را کارهاي شرکت تويوتا که تلاش براي لايه‌لايه کردن دانه‌هاي رسي در نايلون6 شروع شد، دانست. آنها فاش ساختند که توانسته‌اند بهبود قابل توجهي در خواص پليمرها، با تقويتشان بوسيله خاک رس در مقياس نانومتر، ايجاد کنند. از آن موقع به بعد تحقيقات وسيعي در اين زمينه در سطح جهان انجام شده است. در حال حاضر اين بهبودها به ساير پليمرهاي مهندسي از جمله پلي­پروپيلن (PP) ، پلي­اتيلن، پلي­استايرن، پلي­وينيل کلريد،­ آکريلونيتريل، پليمرهاي بوتا اي ان اسنايرن (ABS) ، پلي­متيل متاکريلات، PET ، کوپليمرهاي اتيلن سوينيل استات، پلي­اکريلونيتريل، پلي­کربنات، پلي­اتيلن اکسيد (PEO) ، اپوکسي رزين، پلي­اميد، پلي­لاکتيد، پلي­کاپرولاکتون، فنوليک رزين، پلي­پي­فنيلن وينيلن، پلي­پيرول، لاستيک، استارک (آهار)، پلي­اوراتان، پلي­وينيل پيريدين، سرايت کرده. تکنولوژي ساخت نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر مرحله نهايي در ساخت نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، جدا جدا کردن لايه‌هاي رسي و پخش آن در پليمر مي‌باشد. استراتژي کار بستگي دارد به سازگاري و همگون بودن رس و پليمري که استفاده مي‌شود. اين تعيين مي‌کند که آيا نياز به عمليات مقدماتي روي خاك­رس يا پليمر قبل از مخلوط کردن هست يا نه. اگر سطح لايه‌هاي سيليکاتي با پليمر، سازگار و همگون باشد، اختلاط مستقيم بين اين دو مي‌تواند اتفاق بيفتد، بدون اينکه نياز به عمليات مقدماتي باشد. چنين مواردي بيشتر وقتي اتفاق مي‌افتد که پليمر قابل حل در آب، مانند PEO يا PVP استفاده کنيم، چرا که اين پليمرها و سطح لايه‌هاي سيليکات، هر دو آبدوست هستند و نيروهاي دوقطبي يا وان‌دروالسي بين لايه‌هاي سيليکات، باعث سهولت جذب مولکولهاي آبدوست و ايجاد فشارهاي عمودي روي لايه مي‌شود که در نتيجه باعث جداکردن تک‌تک لايه‌هاي رسي در اين پليمرها مي‌گردد. اما به هر حال، بيشتر پليمرها آب گريز و در نتيجه با دانه‌هاي رسي آبدوست، ناسازگار هستند. در اين موارد نياز به يکسري عمليات مقدماتي روي خاک­رس يا پليمر داريم. پرکاربردترين روش‌هاي براي اصلاح دانه‌هاي رسي، استفاده از آمينواسيدها، نمکهاي آمونيم آلي و يا فسفونيم تترا ارگانيک‌هاست تا سطح آبدوست رس‌ها را به آب گريز تبديل کنيم. دانه‌هاي رسي که به اين روش اصلاح مي‌شوند، ارگانوکلي ناميده مي‌شوند. در مورد پليمرهايي که فاقد هرگونه گروه عاملي مي‌باشند، مانند پلي­پروپيلن (PP) ، معمولاً از تکنيک­هاي افزودن گروه عاملي قطبي روي زنجيره پليمري استفاده مي‌شود و يا اينکه در طي فرآيند ساخت، پليمرهاي پيوند خورده را بصورت مستقيم وارد مي‌کنند. مثلاً در نانوکامپوزيت­هاي رسي / پلي­پروپيلن (clay PP) از مالئيک اسيد پيوند خورده به پلي­­پروپيلن، بصورت مستقيم استفاده شده است. در طي پيشرفتهاي اخير، از مخلوطي که پلي پروپيلن، پروپيلن پيوند خورده با مالئيک ايندريد و ارگانوکلي استفاده شده است. روشهاي زيادي در توليد نانوکامپوزيتها استفاده شده، ولي سه روشي که از ابتداي کار توسعه بيشتري يافته‌اند عباراند از: پليمريزاسيون insitu ، ترکيب محلول القاشدن و فرآيند ذوبي . روش اينسيتو عبارت است از وارد نمودن يک پيش ماده پليمري بين لايه‌هاي رسي و آنگاه پهن کردن و سپس پاشيدن لايه‌هاي رسي درون ماده زمينه (matrix) با پليمريزاسيون. ابتکار اين روش بوسيله گروه تحقيقاتي شرکت تويوتا بود و زماني رخ داد که مي‌خواستند نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر6 را بسازند. اين روش قابليت و توانايي توليد نانوکامپوزيتهايي با لايه لايه شدگي خوب را دارد و در محدوده وسيعي از سيستم­هاي پليمري، کاربرد دارد. اين روش براي کارخانه‌هاي پليمر خام مناسب است تا در فرآيندهاي سنتزي پليمر، نانوکامپوزيت‌هاي رسي / پليمر بسازند و مخصوصاً براي پليمرهاي ترموستينگ (پليمرهايي که در برابر گرما مستحکم‌تر مي‌شوند) بسيار مفيد است. روش ترکيب محلول القا شده (solution induced interceletion) از يک حلال براي بارگيري و پخش رس‌ها در محلول پليمري استفاده مي‌شود. اين روش هنوز مشکلات و موانع زيادي را در راه توليد تجاري نانوکامپوزيت‌ها پيش رو دارد. قيمت بالاي حلالهاي مورد نياز و همچنين مشکل جداسازي فاز حلال از فاز محلول توليد شده، از جمله اين موانع هستند. همينطور در اين روش، نگرانيهايي از نظر امنيت و سلامتي وجود دارد . با اين وجود اين روش در مورد پليمرهاي محلول در آب قابل اجرا و مقرون به صرفه است، بخاطر قيمت پايين آب که بعنوان حلال استفاده مي‌شود و همچنين امنيت بيشتر و خطر کمتر آن براي سلامتي. در روش فرآيند ذوبي، ترکيب خاك­رس و پليمر در حين ذوب شدن انجام مي‌شود. بازده و کارآيي اين روش به اندازه روش اينسيتو نيست و کامپوزيتهاي توليد شده، ورقه‌ورقه شدگي کمي دارند. به هر حال اين روش مي‌تواند در صنايع توليد پليمر قديمي که در آنها از روشهاي قديمي مانند قالبگيري و تزريق (Extrution and injection molding) استفاده مي‌شود، بکار رود و اتفاقاً نقش مهمي در افزايش سرعت پيشرفت توليد تجاري نانوکامپوزيت‌هاي رس / پليمر ايفا کرده است. علاوه بر اين سه روش با روش‌هاي ديگر نيز در حال توسعه هستند که عبارتند از: ترکيب جامد، کوولکانيزاسيون و روش سل-ژل. اين روشها بعضاً در مراحل ابتدايي توسعه هستند و هنوز کاربرد وسيع پيدا نکرده‌اند. رقابت نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر با کامپوزيتهاي اليافي با پيدا شدن سروکله تکنولوژي نانوکامپوزيت، جهشي در زمينه تقويت پليمرها بوجود آمده، و معقول به نظر مي‌رسد که فکر کنيم نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر، بتوانند جاي کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف مرسوم را بگيرند. از نظر تئوري، تقويت پليمرها در مقياس نانويي، امتيازات برتري نسبت به کامپوزيتهاي تقويت­شده با الياف دارند. ضعف کامپوزيت­هاي تقويت شده با الياف، در واقع يک شکست در راه استفاده مفيد از خواص ذاتي و طبيعي مواد است. مثلاً سعي مي‌کنيم که با بکارگيري پيوندهاي قوي کووالانسي و استفاده از صفحه‌هاي آروماتيک ساختار گرافيتي، مواد کربني را مستحکم‌تر کنيم. در حاليکه الياف کربني که امروزه استفاده مي‌شود، تنها 3 تا 4 درصد استحکام نظري صفحات آروماتيک را به دست مي‌دهند. عدم اتصال داخلي بين صفحات آروماتيک در ساختار الياف کربني، مانع دستيابي به استحکام مطلوب مواد مي‌شود، در حاليکه اين مشکل در مورد نانوکامپوزيتهاي تقويت­شده با پرکننده‌هاي لايه‌اي وجود ندارد. هنگاميکه از پرکننده‌هاي لايه‌اي و ورقه‌اي در زمينه پليمري استفاده مي‌شود، اتصالات و پيوندهاي داخلي بوجود آيد و بنابراين حداکثر استفاده از خواص ذاتي و طبيعي لايه‌هاي منفرد مي‌شود. در حقيقت خواص مکانيکي بدست آمده، در بهترين نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر بسيار کمتر از کامپوزيتهايي است که از درصد بالايي الياف، براي تقويت استفاده مي‌کنند. در حال حاضر بيشترين پيشرفتها و بهبودها در خواص مکانيکي نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / نايلون6 بدست آمده که در آنها 4 درصد وزني از خاك­رس بارگذاري شده است. شکل 2 ضريب و قدرت کشساني اين نانوکامپوزيت را با نايلون 60 و نايلون 60 تقويت شده با 48 درصد وزني، الياف خرده شيشه‌اي نشان مي‌دهد. مشاهده مي‌شود که بهترين نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمري، هنگاميکه حجم بالايي از جز را تقويت‌کننده اليافي مطرح باشد، نمي‌تواند با کامپوزيتهاي اليافي همساني و رقابت کند. به منظور دستيابي به خواص مکانيکي بهتر عناصر تقويت‌کننده بيشتري در نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر مورد نياز است، در حاليکه چنين کاري غيرممکن است. زيرا هنگاميکه عمل لايه لايه شدن اتفاق مي‌افتد، سطح تماس لايه‌هاي رسي صدها و بلکه هزاران برابر مي‌شود و اين باعث مي‌شود که مولکولهاي پليمر کاني، براي خيس کردن تمام سطح تقويت‌کننده‌هاي رسي نداشته باشيم. شکل 2 در هر حال، هنگاميکه بحث استفاده از درصد پايين پرکننده مطرح باشد، در اين حالت نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر را با کامپوزيتهاي تقويت شده بوسيله الياف، مقايسه کنيم، مي‌بينيم که نانوکامپوزيتها تقويت بهتري را نسبت به کامپوزيتهاي اليافي مرسوم، نشان مي‌دهند. اطلاعات بدست آمده بوسيله تحقيقات Fornes و Panl در مورد ضريب يانگ نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / نايلون6 و کامپوزيت­هاي نايلون6 تقويت شده با الياف شيشه‌اي در محدوده استفاده از 10 درصد وزني پرکننده، در شکل 3 رسم شده است. مي‌توان مشاهده نمود که نانوکامپوزيتها کارآيي بيشتري را در بهبود ضريب يانگ نسبت به کامپوزيتهاي اليافي نشان مي‌دهند. شکل 3 از مقايسه بالا مشهود مي‌گردد نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر در محدوده بارگذاري درصد پايين از الياف، امتيازاتي نسبت به کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف دارند و مطمئناً بازار کامپوزيتهاي اليافي مرسوم با حجم پايين از جزء اليافي، با پيشرفت نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمري تحت تاثير قرار خواهد گرفت، ولي فعلاً تابحال، پيشرفت در نانوکامپوزيت­ها تاثير کمي روي بازار کامپوزيتهاي تقويت شده با الياف گذاشته است. مشكلات توسعه نانوکامپوزيت­هاي خاک­رس / پليمر علاوه بر پرکننده‌ها، عمده مشکلات پيش­روي پيشرفت نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر عبارتنداز: عدم شناخت مکانيزمهاي موثر در افزايش کارايي، به کاربردي پليمرهاي ترموستينگ و عدم پايداري ارگانوکلي‌ها در برابر حرارت. اگرچه مدل‌سازي‌هاي زيادي در جهت پيشبرد درک از مکانيزم افزايش کارايي عمده خواص فيزيکي و مهندسي در استفاده از نانوکامپوزيت‌هاي خاك­رس / پليمر انجام شده، ولي هنوز مسافت زيادي را پيش­رو داريم. به­عنوان مثال، هنوز خواص فيزيکي مهندسي لايه‌هاي منفرد سيليکات، دقيقا شناخته نشده‌اند. از اين رو مشکل است که يک مکانيزم تقويت‌کننده ايجاد کنيم، و از طرفي، ساختار ذغال باقيمانده ناشي از احتراق نانوکامپوزيت خاك­رس / پليمر هنوز روشن نيست. بدون آن ممکن نيست مکانيزمي براي ايجاد مقاومت در برابر آتش، براي آن طراحي کنيم. مدل‌سازيها و تحقيقات تجربي اساسي، بايد در جهتي هدايت شود که در آينده اين موانع برطرف شوند. به کاربردن پليمرهاي ترموستينگ، مشکل عمده ديگري در توسعه نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر مي‌باشد. ترکيب خاک­رس با يک پيش ماده پليمر ترموستينگ مي‌تواند عامليت يک پليمر را تغيير دهد. تغيير در عامليت بر ميزان اتصالات عرضي تاثير مي‌گذارد و بخوبي مشخص است که عمده خواص مهندسي پليمر‌هاي ترموستينگ، تابعي از ميزان تعداد اتصالات عرضي است. با اين وجود گزارش‌هايي هم وجود داشته مبني بر بهبود خواص مکانيکي سيستمهاي پليمري تروستينگي که ميزان اتصالات عرضي آن پايين بوده است، از جمله اپوکسي رزين با T g پايين و پلي اوراتان‌ها. آخرين مسئله مستقيماً بر مي‌گردد به نگراني در مورد تجاري‌سازي نانوتکنولوژي خاك­رس / پليمر، کمبود ارگانوکلي‌هاي پايدار در برابر گرما و نيز از نظر تجاري در دسترس، از موانع ثبت شده در اين مسير هستند. بيشتر ارگانوکلي‌هاي در دسترس، از جايگزيني کاتيون فلزي درون ساختار رس، با نمکهاي آمونياک آلي تهيه مي‌شوند. اين نمکهاي آمونيم در مقابل گرما ناپايدارند و حتي در دماهاي کمتر از 170 درجه سانتيگراد از بين مي‌روند. مسلماً چنين مواد فعال سطعي (سورفکتنت) براي بيشتر پلاستيکهاي مهندسي هنگاميکه از تکنولوژي فرآيند ذوب شدن براي ساختن نانوکامپوزيت‌ها استفاده شود، صاحب نيستند و ساخت نانوکامپوزيتهايي که در آن از ارگانوکلي‌هاي اصلاح شده بوسيله نمکهاي آمونيم بکار رفته، با استفاده از تکنيک‌هاي ديگر، به يک معضل تبديل شده است. اگرچه تعداد زيادي سورفکتنت پايدار در برابر گرما، مثل فسفونيم شناخته شده‌اند، ولي اين سورفکتنت‌ها براي کاربرد تجاري، مقرون به صرفه نيستند. نوآوري‌هايي در جهت اصلاح رس‌هاي آبدوست با استفاده از پليمرها و اليکومرهاي چند عاملي انجام شده تا ارگانوکلي‌هاي پايدار در برابر گرما براي توليد نانوکامپوزيتهاي رس / پليمر بسازند. خلاصه و نتيجه‌گيري: پيشرفت‌هاي عمده در توسعه نانوکامپوزيت­هاي خاك­رس / پليمر به پانزده ساله اخير بر مي‌گردد و مزيتها و محدوديتهاي اين تکنولوژي روشن شده است. با اين حال، تا شناخت مکانيزم‌هاي افزايش کارايي و بهبود خواص مهندسي آنها و اينکه بتوانيم ريزساختارهاي آنها را سازماندهي و چينش کنيم تا به خواص مهندسي ويژه دست پيداي کنيم، راه طولاني در پيش رو داريم. در مواقعي که از درصد پايين پرکننده استفاده شود، نانوکامپوزيتهاي خاك­رس / پليمر اين پتانسيل را دارند تا جايگزين کامپوزيتهاي مرسوم تقويت شده با الياف شوند.

با اختراع نانوکامپوزیت تزریق‌پذیر شیشه زیست فعال توسط محققان پژوهشگاه مواد و انرژی، امکان انجام عمل ستون فقرات بدون نیاز به جراحی باز فراهم شد. دکتر نادر نظافتی، عضو هیات علمی پژوهشگاه مواد و انرژی گفت: در این طرح نانوکامپوزیت تزریق پذیر شیشه زیست فعال به نقیصه های استخوانی تزریق می‌شود و کاملا با بافت جدید استخوان شکل می‌گیرد. وی با بیان این که نانوکامپوزیت ساخته شده به واسطه ترکیبات پلی ساکاریدی، زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری بالایی دارد، افزود: در حال حاضر در درمان نقیصه‌های استخوانی از سیمان‌های استخوانی که وارداتی هستند استفاده می‌شود که نانوکامپوزیت تزریق پذیر شیشه زیست فعال نسبت به سیمان‌های استخوانی تزریق پذیری و زیست‌فعالی بهتری دارد. نظافتی خاطرنشان کرد: این نانوکامپوزیت قابلیت بارگذاری داروهای آنتی بیوتیک به منظور رفع التهاب در بدن را نیز دارا است. وی ادامه داد: با توجه به ویژگی زیست فعالی، این کامپوزیت از قابلیت اتصال به بافت‌های نرم و سخت به واسطه تشکیل آپاتیت برخوردار است. عضو هیات علمی پژوهشگاه مواد و انرژی تصریح کرد: از این طرح، دومقاله آی اس آی استخراج شده و کلیت طرح هم در اداره ثبت اختراعات به ثبت رسیده است. وی در پایان گفت: تجاری سازی این طرح توسط بخش خصوصی در حال انجام است که امید است با تولید انبوه این محصول نقیصه های استخوانی بیماران با سرعت و نتیجه بهتری بهبود یابند. منبع: پینا

محقق البرزی موفق به طراحی و ساخت نانوکامپوزیت نافعی، برای پیشگیری از بروز ضایعات نخاعی در بیماران تصادفی شد. زهرا زاوری سازنده این کامپوزیت اظهار کرد: این نانوکامپوزیت در ابتدا سنتز و سپس بر روی موش‌هایی که فلج شده بودند، آزمایش شد که پس از تزریق این نانوکامپوزیت به موش‌ها و انجام تستها و مطالعات رفتاری پس از یک ماه بهبود ضایعه نخاعی در موش‌ها مشاهده شد. وی خاطرنشان کرد: ثبت این طرح در داخل کشور به طور کامل انجام شده، ولی در بخش خارجی هنوز اقدامی برای ثبت صورت نگرفته است. زاوری افزود: اگر این طرح به تولید انبوه برسد، می‌تواند در آمبولانس‌های مراکز فوریتهای پزشکی مورد استفاده قرار گیرد. وی تصریح کرد: با تزریق این نانوکامپوزیت به مصدومان سوانح رانندگی که کمتر از هفت ساعت از قطع نخاع آنها می‌گذرد، می‌توان از فلج شدن آنها جلوگیری کرد. این محقق البرزی ادامه داد: این دارو باید قبل از هفت ساعت از وقوع ضایعه به نخاع فرد مصدوم تزریق شود. وی تصریح کرد: بخشی از هزینه‌های این طرح به صورت شخصی و بخش دیگر نیز توسط بخش آزمایشگاهی دانشگاه تهران، مرکز تحقیقات نانو و دانشگاه شهید بهشتی تامین شده است. زاوری در پایان گفت: با تولید انبوه این دارو، انقلابی در بهبود ضایعات نخاعی صورت می‌گیرد و بسیاری از مصدومان تصادفات رانندگی از ویلچرنشینی تا آخر عمر رهایی می‌یابند. منبع: مجله بسپار

پژوهشگران دانشگاه امیرکبیر موفق به اصلاح یک نوع غشای تجاری در پیل‌های سوختی با استفاده از نانولوله‌ها شدند. در این پژوهش به منظور اصلاح معایب غشای تجاری نفیون در پیل‌های سوختی شامل عبورپذیری سوخت بالا، رسانایی کم ‏پروتون و دمای عملکردی پائین، از نانولوله اصلاح شده با هیستیدین استفاده شده و همچنین خواص این غشای نانوکامپوزیتی ‏جدید به عنوان الکترولیت در پیل‌های سوختی متانولی مورد بررسی قرار گرفته است.‏ مهسا سادات عسگری، فارغ‌التحصیل کارشناسی ارشد رشته مهندسی شیمی از دانشگاه صنعتی امیرکبیر در این باره گفت: ‏‏در این پژوهش برای ساخت این غشا در ابتدا سطح نانولوله به وسیله هیستیدین عامل‌گذاری شد. در این حالت بر روی سطح ‏نانولوله گروه‌های آزول قرار می‌گیرد. در ادامه محلول نفیون با نانولوله اصلاح شده مخلوط شده در پتری دیش‌های شیشه‌ای ‏ریخته شد و بعد از خشک شدن در آون، غشای نانوکامپوزیت به دست آمد. سپس هدایت پروتونی، نفوذپذیری متانولی، ظرفیت ‏تبادل یونی و عملکرد الکتروشیمیایی این غشا را بررسی و با غشای تجاری نفیون مقایسه کردیم. وی تاکید کرد: نوآوری این پروژه استفاده از هیستیدین برای عامل‌گذاری و اصلاح ساختار نانولوله چند‌دیواره است. هیستیدین آمینواسیدی ‏است که دارای گروه‌های کربوکسیلیک اسید، آمین و آزول است. استفاده از نانولوله اصلاح شده با هیستیدین علاوه‌بر اینکه باعث ‏ایجاد برهمکنش مناسب بین گروه آزول اسید آمینه و یون‌های پروتون و بهبود عملکرد پیل‌های سوختی به خصوص در دماهای ‏بالا می‌شود، ماهیت زیست سازگار هیستیدین پتانسیل بالایی برای این نوع غشا در محیط‌های بیولوژیکی فراهم می‌کند.‏ وی افزود: نکته قابل تامل این غشا افزایش چگالی توان تولیدی از مولد الکتروشیمیایی در غلظت‌های بالای متانول و عبور پذیری بالای پروتون نسبت به غشای تجاری نفیون بویژه در دماهای بالاست که دستاورد بسیار مهمی در حوزه عملکرد ‏پیل‌های سوختی محسوب می‌شود. از آنجا که در غشاهای تجاری با تبخیر آب در دماهای بالا سازوکار انتقال پروتون دچار اختلال می‌شود و ‏بازده و عملکرد این پیل‌های سوختی کاهش می‌یابد، استفاده از سازوکار گراتوس در غشای طراحی شده در این پروژه به کمک ‏گروه‌های عاملی آزول سبب بهبود بازده پیل بویژه در دماهای بالا شده است. همچنین از دیگر مزایای غشای طراحی شده ‏می‌توان به عبورپذیری پایین متانول و توان تولیدی بالای آن نسبت به دیگر غشاهای تجاری مورد استفاده در بازار اشاره کرد. عسگری با ابراز امیدواری از امکان تجاری‌سازی این نانوغشای تولیدی، ادامه کار تحقیقاتی خود را معطوف به مدل‌سازی ‏عملکرد غشای طراحی دانست.‏ وی تصریح کرد: غشای نانوکامپوزیتی ساخته شده در این پروژه به عنوان الکترولیت پیل سوختی متانولی مورد بررسی قرار گرفته است. پیل ‏سوختی متانولی به دلیل چگالی قدرت بالا، دما و فشار عملکرد پایین جایگزین مناسبی برای باتری‌ها هستند و در تلفن‌های همراه، ‏رایانه‌های کیفی و همین طور به عنوان مولدهای برق در وسایل اندازه‌گیری، وسایل سنجش‌گر و انواع حسگرها در دستگاه‌های ‏کنترل ترافیک و تعیین وضع آب و هوا قابل استفاده است.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که توسط مهسا سادات عسگری و همکاران وی صورت گرفته، در مجله ‏«International Journal of Hydrogen Energy‏» منتشر شده ‏است. ‏ منبع:مجله بسپار

مقدمه امروزه در بسیاری از کاربردهای مهندسی، به تلفیق خواص مورد نیازاست وامکان استفاده ازیک نوع ماده که همه خواص مورد نظر رابرآورده سازد وجود ندارد. به عنوان مثال درصنایع هوا فضا به موادی نیاز است که ضمن داشتن استحکام بالا ،سبک باشند.مقاومت سایشی ومقاومت در برابر نورماورابنفش خوبی داشته باشندودردمای بالا استحکام خود را ازدست ندهد. از آنجا که نمی توان ماده ای یافت که همه خواص فوق را داشته باشد باید به دنبال روشی برای ترکیب خواص مواد بود این راه حل همان مواد کامپوزیت است. کامپوزیت ماده ای چند جزئی است که خواص آن از هر کدام از اجزاءبیشتر است.ضمن آنکه اجزای مختلف کارایی دیگر را بهبود می بخشند.باتعریف فوق،کامپوزیت ها دراصل از زمان های قدیم مورد توجه بوده اند.از نمونه های قدیمی کاربرد این نوع مواد می توان به کاه گل ویا مومیایی اشاره نمود.کامپوزیت ها خواص مکانیکی برجسته ای داشته و از انعطاف پذیری مناسبی در طراحی برخوردارندو روشهای ساخت آنها نسبتا آسان است.کامپوزیتها موادی سبک،مقاوم در برابر خوردگی وضربه،دارای مقاومت خستگی عالی،مستحکم وبادوامندوبه روش های مختلفی قابل تبدیل به یک محصول یاقطعه می باشند. تعریف کلمه کامپوزیت که ان را درفارسی به مواد مرکب یا چند سازه ای ترجمه کرده اند،به معنی مرکب از دویا چند جزءمشخص را می توان یک کامپوزیت درنظر گرفت درصورتی که فازهایااجزاء تشکیل دهنده آن خواص کاملا متفاوتی با یکدیگر داشته باشند .درمقیاس ماکروسکوپیک یک مخلوط فیزیکی از دو یا چند ماده مختلف را که این مواد مشخصات فیزیکی وشیمیایی خودراحفظ کرده ومرز است

شرکت پودرمت همکاری مشترکی با چند سازمان دولتی در آمریکا آغاز کرده است تا فناوری‌های جدید خود را تجاری‌سازی کند. فناوری‌های این شرکت نوعی نانوکامپوزیت بوده که می‌توان از آن برای افزایش دانسیته انرژی باتری‌ها استفاده کرد. شرکت آباکان (Abakan) یکی از شرکت‌های پیشرو در حوزه پوشش‌های پیشرفته و محصولات فلزی است. این شرکت اعلام کرده که پودرمت (Powdermet)، یکی از شرکت‌های زیرمجموعه آباکان، قصد دارد تا همکاری مشترکی با آژانس‌های دولتی انجام دهد. در قالب این همکاری مقرر شده تا نانوکامپوزت‌های موسوم به EnCompTM Energetic و EMComPTMMicrocomposite تجاری‌سازی شوند. این آژانس‌ها قصد دارند تا از این نانوکامپوزت‌ها در تولید ادوات ذخیره‌سازی انرژی با دانسیته بالا و همچنین تولید لولا‌هایی با مصرف انرژی پایین مورد استفاده قرار گیرند. محصول خروجی این شرکت می‌تواند در حوزه‌هایی نظیر انرژی، دفاعی و حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرد. رابرت میلر از مدیران این شرکت می‌گوید پودرمت در پی‌ نوآوری‌های متعدد در طول یک دهه گذشته بوده است، در نتیجه تجربیات و یافته‌های ما موجب شده تا شرکایی از بخش‌های مختلف برای همکاری مشترک به ما بپیوندند. در حال حاضر این شرکت روی تجاری‌سازی یافته‌های اخیر خود است، یافته‌هایی که ماحصل تحقیق و توسعه دانشمندان این شرکت است. ما انتظار داریم که بازاری چند میلیارد دلاری از صنایع مختلف برای این مواد ایجاد شود. محصول EnCompTM Energetic یک نانوکامپوزیت است که می‌تواند موجب بهبود دانسیته انرژی و دانسیته توان باتری‌ها شود. در حال حاضر این شرکت در تلاش است تا از این نانوکامپوزیت برای تولید باتری‌های بادوام که امکان تولید ولتاژ بالا در طولانی مدت را دارند، استفاده کند. پودرمت از نانوذرات سنتز شده برای تولید این نانوکامپوزیت استفاده می‌کند که در نهایت ماده‌ای دی الکتریک با دانسیته انرژی 20 تا 30 J/CC بدست آید. این ویژگی موجب شده تا پتانسیل‌هایی برای بهبود باتری‌ها فراهم شده تا بتوان از آنها در خودروها و دیگر ادوات قابل حمل و نقل استفاده شود. براساس پیش‌بینی‌های انجام شده توسط نانومارکت، تا سال 2017 بازار نانودی‌‌الکتریک‌ها به 500 میلیون دلار خواهد رسید. این نانودی‌الکتریک‌ها می‌توانند جایگزین قطعات موجود در باتری‌های فعلی شده و در صنایعی نظیر الکترونیک و خودروسازی استفاده شوند. انتظار می‌رود بین 5 تا 7 سال آینده بازار این مواد به یک میلیارد دلار برسد. منبع: مجله بسپار

پژوهشگر یزدی موفق به ساخت پوشش‌های کامپوزیتی مقاوم به خوردگی بر روی فولاد شد. سیدحسین میرحسینی، عضو هیات علمی گروه پژوهشی سرامیک صنعتی جهاد دانشگاهی واحد یزد در خصوص پروژه ساخت پوشش‌های کامپوزیتی مقاوم به خوردگی بر روی فولاد گفت: این طرح با هدف رفع یک نیاز در صنایع برای حل مشکلات خوردگی تعریف شده است. وی در خصوص ضرورت اجرای این طرح افزود: مشکل خوردگی در تجهیزات حمل دوغاب و لوله‌های انتقال مواد در معادن و تاسیسات بهره‌برداری نفت و گاز، علاوه بر تحمیل هزینه‌های مالی تعمیر یا تعویض لوله‌ها و سایر تجهیزات، هزینه‌های کاهش تولید در زمان تعویض یا تعمیرات را نیز دارد. به گفته این پژوهشگر، با توجه به گسترش استفاده از فلزات در صنایع، ایجاد انواع پوشش‌ها بر سطح فلزات مطرح شده و زمینه‌های کاربرد آ‌نها هر روز گسترش یافته است. خصوصا با توجه به خسارات هنگفتی که مساله خوردگی، به تنهایی ایجاد می‌کند توجه به این مساله از اهمیت بیشتری برخوردار است. میرحسینی اظهار کرد: پوشش نانو کامپوزیتی برای ایجاد سختی بالا است که پس از اعمال بر سطح فولاد، مقاومت به سایش را بالا برده، میزان خوردگی سایشی را کاهش داده و در نهایت باعث افزایش طول عمر قطعه‌ای که در شرایط کاری تحت خوردگی سایشی قرار دارد، می‌شود. وی خاطرنشان کرد: عموما اعمال پوشش‌های کامپوزیتی پلیمری بر روی خطوط انتقال نفت و پتروشیمی انجام می‌شود و استفاده از نانو سرامیک‌ها در پوشش‌های کامپوزیتی جهت اعمال روی سطح داخلی لوله‌های فولادی به منظور کاربردهایی مانند استفاده در تجهیزات حمل دوغاب معادن است. میرحسینی در پایان تصریح کرد: این پروژه برای نخستین بار است که در کشور انجام گرفته و پس از فاز تحقیقاتی و مطالعاتی به مرحله اجرا خواهد رسید. منیع : مجله بسپار

متخصصان دندان پزشکی با افزودن نانوذرات اکسید روی به رزین‌های دندانپزشکی، موفق به تولید رزین ‏نانوکامپوزیتی شدند که علاوه‌بر حفظ خواص فیزیکی و مکانیکی رزین، خواص ضدمیکروبی مناسبی را به آن ‏بخشید.‏ متخصصان دندان پزشکی با افزودن نانوذرات اکسید روی به رزین‌های دندانپزشکی، موفق به تولید رزین ‏نانوکامپوزیتی شدند که علاوه‌بر حفظ خواص فیزیکی و مکانیکی رزین، خواص ضدمیکروبی مناسبی را به آن ‏بخشید. کاربرد این طرح در صنعت مواد دندانی و متعاقباً در رشته‌های دندانپزشکی است که این مواد کاربرد دارد.‏ پوسیدگی ثانویه مهمترین دلیل تعویض و برداشت پرکردگی‌های دندانی حاوی رزین کامپوزیت است. از ‏آنجا که پوسیدگی یک عارضه عفونی بوده و باکتری‌های زیادی از جمله استرپتوکوکوس موتانس و لاکتوباسیل‏‌ها از پلاک‌های پوسیدگی‌زا جداشده‌اند، لذا استفاده از رزین کامپوزیتی که دارای خواص ضدمیکروبی باشد در ‏پیشگیری از پوسیدگی ثانویه بسیار سودمند خواهد بود. قرن‌های متمادی است که فلزات به عنوان عوامل ضد ‏باکتری استفاده می‌شوند. از جمله فلزات مطرح در این زمینه طلا، نقره و روی را می‌توان نام برد. خواص آنتی‏‌باکتریال در مورد نانوذرات نقره و طلای اضافه شده به انواع مواد رزینی مطرح شده است. مواد مذکور دارای ‏رنگ تیره بوده و باعث تغییر رنگ واضح مواد ترمیمی رزینی می‌شوند.‏ نظر به آنکه اکسید روی دارای رنگ سفید اپک است لذا در این مطالعه با افزودن نانوذرات اکسید روی با ‏اندازه حدود 50 نانومتر به سیمان‌های رزینی دندانپزشکی خواص آنتی باکتریال در مواد مذکور مورد بررسی ‏قرار گرفت. ‏ دکتر سارا توسلی از دانشکده دندانپزشکی شاهد هدف این تحقیقات را دست یافتن به رزین کامپوزیتی ‏دانست که علاوه‌بر دارا بودن خاصیت ضدمیکروبی، خواص مکانیکی و فیزیکی آن افت نکرده باشد. وی ‏افزود: «در این مطالعه نانوذرات اکسید روی به یک ماده پیشگیرانه و ترمیمی در حوزه دندانپزشکی اضافه ‏شده و خواص ضد میکروبی و فیزیکی و مکانیکی آن همزمان با تست‌های مختلف و متعدد مورد بررسی قرار ‏گرفت.»‏ به گفته توسلی افزودن نانوذرات اکسید روی به رزین‌های دندانپزشکی باعث تقویت خاصیت آنتی باکتریال ‏آنها بدون افت خواص فیزیکی و مکانیکی می‌شود. رزین‌های کامپوزیتی به شکل مایع در ترمیم‌های پیشگیرانه ‏و فیشور سیلنت (سیل و مهر و موم کردن شیارهای سطح جونده برای پیشگیر‎ی از پوسیدگی) و در شکل ‏معمول در ترمیم پوسیدگی‌ها کاربرد دارد. مشکل اصلی این درمان‌ها عود پوسیدگی یا پوسیدگی ثانویه است که ‏مهمترین دلیل تعویض و برداشت ترمیم‌های دندانی حاوی رزین کامپوزیت است. از آنجا که پوسیدگی یک ‏عارضه عفونی بوده و باکتری‌های زیادی از جمله استرپتوکوکوس موتانس و لاکتوباسیل‌ها در ایجاد آن ‏مشارکت دارند، لذا استفاده از رزین کامپوزیتی که دارای خواص ضدمیکروبی باشد در پیشگیری از پوسیدگی ‏ثانویه بسیار سودمند خواهد بود.‏ نتایج این تحقیقات حاکی از آن است که افزودن نانوذرات اکسید روی به رزین کامپوزیت در تمامی ‏درصدهای مطالعه (1-5 درصد وزنی) رشد استرپتوکوک موتانس را به طور چشمگیری کاهش می‌دهد و در ‏درصدهای 1 تا 2 درصد وزنی خواص مکانیکی را تغییری نمی‌دهد.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به دست سارا توسلی حجتی و همکاران وی صورت گرفته است، در مجله ‏dental materials‏ (جلد 29، شماره 5، ماه می سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار

ماده‌ای زیست فعال و زیست سازگار به کمک نانوذرات و با توانایی بهبود سریع‌تر آسیب‌های استخوانی به دست مهندسان پلیمر ‏پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران طراحی و ساخته شد. این ماده علاوه‌بر داشتن قابلیت‌های سایر مواد زیست فعال، می‌تواند ‏تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی را تسریع نماید.‏ اگرچه اثبات شده است که ذرات هیدروکسی آپاتیت باعث افزایش تکثیر و تمایز سلولی در شرایط برون تنی می‌شوند، اما ‏تاکنون مطالعه چندانی در رابطه با اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت قرار گرفته در بستر پلیمری پلی هیدروکسی آلکانوآت روی ‏پاسخ‌های سلولی انجام نگرفته است. واضح است که تعیین اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت بر رفتار سلولی بستر پلی هیدروکسی ‏آلکانوآت اولین و مهمترین مرحله برای توسعه کاربردهای این نانوکامپوزیت‌ها است. ‏ در این کار تحقیقاتی اثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت کامپوزیت شده با پلی‌استرهای تجاری ساخته شده به‌وسیله‌ی باکتری ‏بر روی تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج آنالیزهای بافت‌شناسی و محتوای ‏DNA، ‏نانوکامپوزیت‌های ساخته شده قادر بودند که به طور معنی داری تمایز و تکثیر سلول‌های استخوانی را القا نمایند و از این جهت ‏نانوکامپوزیت‌های ساخته شده به عنوان یک گزینه مناسب برای مهندسی بافت استخوان معرفی شدند.‏ مهدی سادات شجاعی هدف این تحقیقات را توضیح داد: «در تحقیقات حاضر، هدف ساخت یک ماده زیست فعال و زیست ‏سازگار بود که علاوه‌بر داشتن قابلیت‌های سایر مواد زیست فعال، بتواند تکثیر و تمایز سلول‌های استخوانی را تسریع نماید و در ‏نتیجه امکان بهبود سریع‌ترآسیب‌های استخوانی را فراهم کند.»‏ دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی پلیمر ادامه داد: «در این تحقیق نانوذرات هیدروکسی آپاتیت با روش هیدروترمال ‏ساخته شدند و پس از کامپوزیت کردن با پلی استرهای تجاری ساخته شده به‌وسیله‌ی باکتری (پلی هیدروکسی آلکانوآت‌ها)، ‏خواص ساختاری (شامل خواص حرارتی و رئولوژیکی) و زیستی (شامل زیست فعالیت، چسبندگی سلولی، پخش شدگی سلولی، ‏تکثیر سلولی و تمایز سلولی) آنها مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت نیز سازوکار‌های بهبود در پاسخ‌های سلول‌های استخوانی ‏تجزیه و تحلیل گردید.»‏ یکی از مهمترین نتایج تحقیق حاضر را شاید بتوان بهبود چشمگیر در خواص زیستی نانوکامپوزیت‌های پلی هیدروکسی ‏آلکانوآت/هیدروکسی آپاتیت در مقایسه با پلیمر خالص دانست. سادات شجاعی در تکمیل نتایج به‌دست آمده گفت: «بر اساس ‏بررسی‌های فعالیت متابولیکی و همچنین بررسی غلظت ‏DNA‏ سلول‌ها، یک افزایش معنی‌دار و شدید در فعالیت متابولیکی و ‏تکثیر سلولی برای سلول‌های استخوانی روی سطح نانوکامپوزیت‌های ساخته شده در مقایسه با پلیمر خالص مشاهد شد. همچنین ‏بر اساس بررسی‌های بافت‌شناسی، در حالیکه هیچ تمایز سلولی معنی داری روی سطح پلیمر خالص قابل مشاهده نبود، روی ‏سطح نانوکامپوزیت‌های با غلظت پرکننده زیاد، سلول‌های پیش استئوبلاست به طور موثری به سلول‌های استئوبلاست بالغ تمایز ‏یافتند که دلالت‌کننده نقش موثر نانوذرات هیدروکسی آپاتیت در القای تمایز سلول‌های استخوانی است.»‏ با توجه به اینکه نانوکامپوزیت‌های فوق دارای زیست فعالیت افزایش یافته بوده و به طور همزمان تکثیر سلول‌های استخوانی ‏و تمایز سلول‌های پیش استخوانی به سلول‌های استخوانی بالغ را تحریک می‌کنند، لذا به کارگیری نانوکامپوزیت‌های فوق برای ‏ترمیم آسیب‌های استخوانی می‌تواند سرعت ترمیم استخوان را چندین برابر نسبت به نمونه‌های سنتی افزایش دهد.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر مهدی سادات شجاعی دانش آموخته دکتری تخصصی مهندسی پلیمر و دکتر محمدتقی ‏خراسانی و دکتر احمد جمشیدی اعضای هیئت علمی پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران صورت گرفته است، در مجله ‏ ‏Materials Science and Engineering C‏ (جلد 33، شماره 5، 1 جولای سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار

حسگرهای زیستی پلی آنیلین بهبود یافته با نانوذرات طلا، در دانشگاه صنعتی شریف تولید شد. این حسگرها قابلیت بکارگیری در تشخیص‌های کلینیکی و آزمایشگاه‌های تشخیص سرطان را دارند.‏ پلی‌آنیلین به عنوان یک پلیمر هادی ارزان شناخته شده که برای تهیه حسگرها بسیار جذاب است. اما این پلیمر در ‏محیط‌های با ‏pH‏ خنثی هدایت خود را از دست می‌دهد که این امر منجر به محدود شدن کاربرد آن در حسگرهای زیستی ‏می‌شود. در این پروژه نقش نانوذرات طلا را در تقویت هدایت پلی‌آنیلین در ‏pH‏‌های غیراسیدی بر روی سطح الکترودهای ‏چاپی با استفاده از تکنیک‌های ولتامتری چرخه‌ای و اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی بررسی شد و تقویت عملکرد ‏پلی‌آنیلین از طریق آرایش سطح آن با نانوذرات طلا به منظور تشخیص زنجیرهای الیگونوکلئوتیدی در محیط‌های قلیایی با ‏استفاده از آنزیم فسفاتاز قلیایی صورت گرفته است. ‏ دکتر ریحانه سادات صابری فارغ التحصیل رشته شیمی تجزیه دانشگاه صنعتی شریف در مورد این تحقیقات گفت: «در ابتدا ‏فیلم پلی‌آنیلینی و نانوذرات طلا با روش‌های الکتروشیمیایی بر روی سطح گرافیتی الکترود چاپی رشد داده شدند، سپس اثر ‏لایه‌های فوق بر روی این حسگر با روش‌های ولتامتری چرخه‌ای و امپدانس بررسی شد و تصویرهای میکروسکوپی نیز از ‏سطح الکترود تهیه شد. الکترودهای اصلاح شده با پلی‌آنیلین و نانوذرات طلا با تک‌لایه‌ای شامل ‏DNA‏‌ شناساگر 17 ‏نوکلئوتیدی گوگرددار و ترکیب پرکننده گوگرددار 6-مرکاپتو1-هگزانول پوشیده شد. سپس بر اساس برهم‌کنش قوی ‏استراپتاویدین و بیوتین، آنزیم استراپتاویدین‌دار به تک رشته الیگونوکلئوتید هدف که بیوتین دارد و با مولکول ‏DNA‏ روی ‏سطح جفت شده است متصل می‌شود. به گفته صابری آنزیم فوق یک فسفاتاز است که واکنش هیدرولیز آلفا-نفتیل فسفات را کاتالیز می‌کند و آن را تبدیل به ‏مولکول الکتروفعال آلفا-نفتول می‌نماید. این محصول الکتروفعال با تکنیک ولتامتری پالسی‌تفاضلی‌ شناسایی می‌گردد. به ‏این طریق، در این حسگر خصوصیات منحصربفرد الکتریکی پلی‌آنیلین و نانوذرات طلا (سطح زیاد، انتقال الکترونی ‏هتروژنی سریع، پایداری شیمیایی و راحتی ایجاد آنها بر روی سطوح کوچک) به همراه تقویت سیگنال با استفاده از آنزیم ‏به‌کار گرفته می‌شود. محدوده خطی پاسخ این بیوسنسور در گستره 10-2/0 نانومولار است و حدتشخیص آن 1/0 ‏نانومولار است.‏ صابری با اشاره به دقت عمل‌های صورت گرفته در این تحقیقات افزود: «از آنجا که توزیع مناسب و یکنواخت نانوذرات ‏طلا بر روی سطح حسگر زیستی در عملکرد حسگر موثر است در ابتدا بستری از پلی آنیلین به صورت الکتروشیمیایی بر روی ‏سطح کربنی الکترود پلیمریزه شد و سپس نانوذرات طلا بر روی این بستر مناسب قرار گرفتند تا توزیع یکنواخت بر روی ‏سطح الکترود داشته‌ باشند.»‏ این حسگر از گزینش‌پذیری و تکرارپذیری رضایت‌بخشی هم برخوردار است. از این رو از این الکترود اصلاح شده ‏می‌توان نه تنها برای تثبیت آنزیم فسفاتاز بلکه تثبیت سایر مواد بیولوژیکی استفاده کرد. همچنین در تشخیص‌های کلینیکی ‏و آزمایشگاه‌های تشخیص سرطان، می‌توان از حسگرهای زیستی منتج از این طرح استفاده کرد و بافت‌های سرطانی ‏را‌ شناسایی نمود.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به‌وسیله‌ی دکتر ریحانه سادات صابری و همکاران وی انجام شده است، در مجله ‏electroanalysis‏ (22 آوریل سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار

ساخت یک کامپوزیت از نانوذرات پرلیت و پلی‌اتیلن در کشور در قالب فیلم بسته‌بندی میوه‌ها و سبزیجات، امکان نگهداری این محصولات را تا دو برابر افزایش داده است. به گزارش سایت خبری پپنا، کشور ما به دلیل شرایط اقلیمی مناسب، استعداد فراوانی برای تولید فرآورده‌های کشاورزی از جمله میوه و سبزیجات دارد؛اما به دلیل استفاده نکردن از روش‌های صحیح در جمع‌آوری، جداسازی، بسته‌بندی و حمل‌ونقل، بخش قابل توجهی از محصولات تولید شده به زباله تبدیل می‌شود. سازمان میادین میوه‌وتره‌بار شهر تهران پیش از این اعلام کرده بود که بین 25 تا 30درصد ضایعات میوه در این شهر ناشی از بسته‌بندی نامناسب آنهاست. بر اساس برآوردهای تقریبی مقدار کل زباله‌های جمع‌شده از سطح میادین و بازارهای میوه و تره‌بار تهران بیش از 150 تن در روز است. همچنین روزانه 75 تن از این گونه زباله‌ها از میدان مرکزی میوه و تره‌بار به مرکز دفن زباله حمل می‌شود. ساخت نانوذره پرلیت برای نخستین بار ساخت این نانوکامپوزیت برای بسته‌بندی بهتر میوه، پروژه دکتری «راضی صحرائیان» در پژوهشگاه پلیمر و پتروشیمی ایران بوده که آن را چند سال پیش، بر اساس اعلام نیاز سازمان میادین میوه و تره‌بار آغاز کرده است. وی درباره این فیلم بسته‌بندی توضیح داد: ماده اصلی کامپوزیت ساخته شده از نانوذرات پلی‌اتیلن و پرلیت است و طبق اطلاعات من مقاله ‌ISI نوشته شده از آن، نخستین گزارش ثبت شده در دنیا از ساخت نانوذره پرلیت است. این پژوهشگر با بیان اینکه برای ساخت این فیلم بسته‌بندی، به صورت کامل بر توان داخلی تکیه شده است، گفت: پرلیت لازم برای این نانو کامپوزیت(نوعی سنگ آتشفشانی با ترکیب اسیدی) و پلی اتیلن آن(پر مصرف‌ترین محصول پتروشیمی‌ها) از معادن کشور و پتروشیمی بندر امام خمینی تهیه شده و برای ساخت آن نیز آسیاب‌هایی از کارگاه‌های داخلی تأمین شده است. صحرائیان درباره افزایش عمر میوه‌ها با استفاده از این بسته‌بندی خاطرنشان کرد: بر اساس آزمایش‌های انجام شده این فیلم بسته‌بندی می‌تواند زمان نگهداری میوه‌ها را تا دوبرابر بسته‌بندی‌های عادی افزایش دهد. به گفته وی موز به عنوان یکی از حساس‌ترین میوه‌ها در دمای محیط و با بسته‌بندی عادی تا 11 روز تازه باقی می‌ماند؛ در حالی که با استفاده از این نانوکامپوزیت عمر آن به 27 روز می‌رسد. این پژوهشگر ادامه داد: به دلیل نوع ساخت و ترکیب، این فیلم بسته‌بندی در نگهداری میوه‌ها بهتر عمل می‌کند و ممکن است برای نگه‌داری سایر مواد غذایی عملکرد مشابهی نداشته باشد. این فیلم هم‌اکنون در مقیاس نیمه‌صنعتی تولید شده و در صورت ثبات بازار و تقاضا، به صورت انبوه تولید خواهد شد.

پژوهشگران دانشگاه تربیت مدرس با استفاده از نانوذرات موفق به ساخت نانوکامپوزیت‌های زیست تخریب‌پذیر ضد ‏میکروب و ضد اکسیداسیون شدند که می‌تواند در صنایع ‏بسته‌بندی مورد استفاده قرار گیرد. نظر به مشکلات زیست‌محیطی ناشی از کاربرد پلیمر‌های سنتتیک در بسته‌بندی مواد غذایی در سال‌های اخیر مطالعات گسترده‌ای در زمینه ‏بکارگیری پلیمرهای طبیعی زیست تخریب‌پذیر، در صنعت بسته‌بندی صورت پذیرفته است. علیرغم تمام مزایایی که این نسل جدید ‏از ترکیبات دارند، کاربرد عملی آن‌ها بدلیل حساسیت بالا به رطوبت، نفوذپذیری نسبت به بخار آب و خواص مکانیکی ضعیف با محدودیت ‏روبرو شده است. ‏ محققان دانشگاه تربیت مدرس، در تحقیق حاضر تلاش کردند تا با بکارگیری فناوری نانو، بخشی از ضعف‌های پلیمر طبیعی آلژینات را ‏بعنوان یک ترکیب طبیعی از منابع دریایی برطرف کنند. در این پروژه، هدف تولید نانوکامپوزیت‌هایی با دارا بودن قابلیت‌های زیست تخریب ‏پذیری و در عین حال نفوذپذیری کم نسبت به گازها، حساسیت کمتر نسبت به آب و در نهایت دارای خواص ضد میکروب و ضد اکسیداسیون ‏جهت کاربرد در نگهداری مواد غذایی بوده است.‏ مهدی عبدالهی، دانشجوی دکتری فرآوری آبزیان دانشگاه تربیت مدرس، در توضیحاتی درباره این تحقیقات عنوان کرد: این پروژه در ‏چندین بخش انجام پذیرفته است. در گام نخست نانوذرات کریستاله سلولز به روش هیدرولیز اسیدی سنتز شد. نانوذرات تولیدی و نیز ‏نانوذرات رس جهت ایجاد نانوکامپوزیت‌های زیستی در غلظت‌های مختلف به پلیمر آلژینات اضافه شد. در نهایت بهترین نانوذره و غلظت‌ها ‏جهت ساخت نانوکامپوزیت با نفوذپذیری کم، خواص مکانیکی بهینه و نیز حساسیت کمتر نسبت به رطوبت تعیین شد. وی افزود: در گام‌های بعدی ‏نانوکامپوزیت تولیدی بوسیله‌ی اسانس گیاهی مختلف جهت ایجاد خواص ضد میکروب و ضد اکسیداسیونی فعال شد. در نهایت ضمن ‏ارزیابی کارایی نانوکامپوزیت‌های زیست فعال در محیط آزمایشگاهی کارایی آن در بسته‌بندی و نگهداری فرآورده‌های آبزیان نیز مورد ارزیابی ‏قرار گرفت که ادامه نتایج تحقیقات نیز در دست تهیه و نشر در مقالات معتبر است. محقق طرح تصریح کرد: ارزیابی همزمان کارایی نانوذرات ارگانیک و معدنی در ساخت نانوکامپوزیت‌های زیست‌تخریب‌پذیر پلی ساکاریدی و ایجاد خواص ضد ‏میکروب و آنتی اکسیدانی در آن‌ها از ویژگی‌هایی است که در ساخت این نانوکامپوزیت دیده می‌شود که این امر به وسیله ترکیبات طبیعی ‏بکار رفته برای بهبود کارایی نانوکامپوزیت‌های کاربردی در صنعت بسته‌بندی مواد غذایی حاصل شده است.‏ به گفته عبدالهی، نتایج تحقیق حاضر نشان داد که نانوذرات کریستاله سلولز توانست به دلیل ابعاد نانو و سازگاری ساختاری پلی ساکاریدی ‏خود در مقادیر کم خواص فیزیکی، سدی و مکانیکی فیلم‌های آلژیناتی را بهبود بخشد و عملکردی بهتر از نانوذرات رس داشته باشد. همچنین ‏این نانوذرات بدلیل ساختار کریستالینه خود سبب افزایش آبگریزی فیلم‌های طبیعی آلژینات شد، در حالی که نانوذرات معدنی رس سبب افزایش ‏آبدوستی و حساسیت فیلم‌ها نسبت به رطوبت شد.‏ وی خاطرنشان کرد: این طرح ضمن تلاش برای غلبه بر برخی از مشکلات پیش روی پلیمر‌های زیست تخریب‌پذیر کاربردی در بسته‌بندی مواد غذایی، ‏نسل جدیدی از نانوکامپوزیت‌ها را که در عین زیست تخریب پذیری دارای خواص آنتی اکسیدان و ضد میکروب نیز هستند، تأمین می‌کند. ‏همچنین نانوذرات ارگانیک سلولز بدلیل داشتن منشأ طبیعی در مقایسه با نانوذرات معدنی رس می‌توانند از مطلوبیت بیشتری جهت کاربرد در ‏صنعت بسته‌بندی مواد غذایی برخوردار باشند.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که بوسیله‌ی مهدی عبدالهی، مهدی آلبوفتیله، دکتر مسعود رضایی و دکتر ربیع بهروز از دانشگاه تربیت مدرس ‏صورت گرفته است، در مجله‌های ‏«Food Hydrocolloids‏» و ‏«International Journal of Biological Macromolecules‏» به چاپ ‏رسیده است.

جوان شیرازی با بهره گیری از نانو پلیمر موفق به ساخت و تولید محصول نانو کمک فرایند پلیمری شد . مهدی شبان کاره فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد رشته شیمی آلی با تخصص نانو کامپوزیت های پلیمری گفت : ساخت و تولید نانو کمک فرایند پلیمری و بهره گیری از آن در صنایع پتروشیمی موجب افزایش کیفیت محصولات تولیدی و کاهش 50 درصدی قیمت شده است . مخترع شیرازی با تولید محصول نانو کمک فرایند پلیمری و بهره گیری از آن در صنایع نساجی ، صنایع تزریقی پلیمری و صنایع پتروشیمی علاوه بر افزایش راندمان تولید کاهش 60 درصدی مصرف برق ، سبب کاهش زمان چرخه تولید، افزایش فرایند پذیری ، کاهش زمان تغییر خط رنگ در تولید مستربچ ها و آمیزه های رنگی شده است . خلفی نژاد رئیس بنیاد نخبگان فارس گفت : این اختراع به شماره 69804 اواخر اردیبهشت در اداره ثبت اختراعات و مالکیت صنعتی ایران به ثبت رسیده است . منبع : پینا

پژوهشگران دانشگاه کردستان موفق به معرفی یک روش جدید بر پایه نانوکامپوزیت تهیه شده از نانولوله‌های کربنی برای اندازه‌گیری ‏مقایر ناچیز یک نوع آنتی بادی در سیستم ایمنی بدن انسان شدند. نانوکامپوزیت حاصله که به عنوان نانوآپتاحسگر است می‌تواند به عنوان بستر ‏مناسبی برای استقرار و تثبیت آنزیم‌ها و پروتئین‌ها به‌کار رود.‏ ‏ایمونوگلبولین ‏E‏ یکی از انواع آنتی‌بادی‌های سیستم ایمنی بدن انسان است که غلظت آن در خون بسیار پایین است و اساسا در پاسخ به ‏واکنش‌های حساسیت زای شدید ایجاد شده و منجر به بیماری‌های گروه آلرژی مثل آسم و تب یونچه می‌شود. از این رو، وجود روشی با ‏حساسیت و قابلیت اطمینان بالا در اندازه‌گیری این آنتی‌بادی جهت کاربردهای تشخیص کلینیکی و برآورد میزان بهبودی بیماران ‏مبتلا به نوع مشخصی از آلرژی بسیار حائز اهمیت است. امروزه طراحی تست‌های تشخیصی قابل اعتماد جهت تشخیص ‏سریع آنتی بادی ایمونوگلوبولین ‏E‏ در سرم انسانی، تلاش‌ها و تحقیقات بسیاری در جوامع علمی جهان را به خود جلب نموده است. بنابراین این ‏آپتاحسگرمی‌تواند کاربردهای بسیار زیادی در تشخیص‌های پزشکی داشته باشد.‏ سمیه خضریان در مورد این تحقیقات گفت: «در این کار ابتدا با استفاده از روشی ساده نانوکامپوزیتی شامل نانولوله‌های کربن چند‌دیواره، ‏مایعات یونی و چیتوسان تهیه شد. سپس از این نانوکامپوزیت در اصلاح سطح الکترود استفاده گردید. آپتامر ویژه ایمونوگلوبولین ‏E‏ با استفاده از ‏گلوترآلدهید در نقش عامل اتصال دهنده، به‌صورت کووالانسی در سطح نانوکامپوزیت حاصله تثبیت شد. از متیلن بلو به عنوان حدواسط انتقال ‏الکترون استفاده گردید و در نهایت از تغییرات جریان الکتروشیمیایی حاصل از برهمکنش الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده به‌وسیله‌ی ‏نانوکامپوزیت و آپتامر با آنتی بادی ایمونوگلوبولین ‏E‏ به عنوان سیگنال تجزیه‌ای در اندازه‌گیری ‏IgE‏ استفاده گردید.»‏در این کار تحقیقاتی از مخلوط شدن مقادیر ‏mg‏ 25/0 از چیتوسان، ‏mg‏ 3 نانولوله‌های کربنی، ‏L‏µ‏‎ ‎‏10 مایع یونی (1-بوتیل-متیل ‏پیریلیدیوم بیس (تری فلورو-متیل-سولفونیل) ایمید) این نانوکامپوزیت تهیه گردید و در اصلاح سطح الکترود کربن شیشه‌ای استفاده شده ‏است. خضریان در تکمیل این موضوع افزود: « در مراحل بعدی این تحقیقات آپتامر ویژه آنتی بادی ایمونوگلوبولین‎ E‏ به روش کوالانسی و ‏به‌وسیله‌ی ترکیب گلوتارآلدهید بر روی الکترود کربن شیشه‌ای اصلاح شده با نانوکامپوزیت تثبیت گردیده و متیلن بلو به عنوان عامل ‏ایجاد‌کننده سیگنال تجزیه‌ای برای اندازه‌گیری ترکیب آنتی بادی ایمونوگلوبولین ‏E‏ به‌وسیله‌ی برهمکنش با بازهای گوانین در توالی 45 بازی ‏آپتامر مورد استفاده به سطح الکترود اضافه گردید. سپس ایمونوگلوبولین ‏E‏ طی مدت زمان انکوباسیون 40 دقیقه بر روی الکترود اصلاح شده ‏قبلی قرار گرفت. پس از بهینه نمودن پارامترهای مؤثر در عملکرد آپتاحسگر تهیه شده از قبیل زمان انکوباسیون ‏IgE‏ و نیز غلظت سطحی ‏توالی آپتامر، آپتاحسگر طراحی شده جهت اندازه‌گیری ایمونوگلوبولین ‏E‏ در نمونه‌های آزمایشگاهی و حقیقی سرم خون به‌کار گرفته شد.»‏ نتایج حاکی از آن است که نانوکامپوزیت حاصله بستر مناسبی برای استقرار و تثبیت آنزیم‌ها و پروتئین‌ها است. همچنین همخوانی نتایج ‏حاصله با نتایج به‌دست آمده از روش استاندارد ‏ELISA‏ حاکی از کارایی بالای آپتاحسگر طراحی شده داشت.‏ از ویژگی‌های این نانوکامپوزیت می‌توان به سادگی تهیه این نانوکامپوزیت و اصلاح سطح الکترود، قیمت پایین تهیه این نوع الکترودهای ‏اصلاح شده، کاربرد موفقیت آمیز این نانوزیست حسگر در آنالیز نمونه‌های حقیقی، پایداری و تکرارپذیری بسیار بالای این الکترودها و ‏حدتشخیص پایین و محدوده خطی وسیع آن اشاره کرد.‏ نتایج این کار تحقیقاتی که به‌وسیله‌ی سمیه خضریان، دکتر عبدالله سلیمی، هژیرتیموریان و دکتر رحمان حلاج از دانشگاه کردستان انجام ‏شده است، در مجله ‏Biosensors and Bioelectronics‏ (جلد 43، 15 ماه می‌سال 2013) منتشر شده است. علاقمندان می‌توانند متن ‏کامل مقاله را در صفحات 218 الی 225 همین شماره مشاهده نمایند.‏ منبع : مجله بسپار

پژوهشگران دانشگاه محقق اردبیلی با استفاده از روش جدید قالب زنی، نانوذرات پلیمری قالب‌دار شده با مولکول‌های اتانول را به منظور ‏تشخیص گاز اتانول تولید کردند. ‏ پژوهشگران دانشگاه محقق اردبیلی با استفاده از روش جدید قالب زنی، نانوذرات پلیمری قالب دار شده با مولکول‌های اتانول را به منظور ‏تشخیص گاز اتانول تولید کردند. حسگر تولیدی بر پایه نانوکامپوزیت نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره‎-‎نانوذرات پلیمری قالب‌دارشده برای ساخت ‏حسگر‌های گازی مقاومت شیمیایی بوده است. این روش جدید می‌تواند در تولید حسگرهای دیگر با بازده بالا و حساسیت بالا مورد استفاده قرار ‏گیرد.‏ فناوری قالب‌زنی مولکولی یک روش تهیه مواد هوشمند است که قابلیت‌شناسایی و جذب گزینشی مولکول یا یون‌های مورد نظر در ‏محیط‌های مایع یا حتی گازی را دارا است‎.‎‏ این مواد رقبای مصنوعی و سنتزی برای سیستم‌های مشابه مانند آنتی بادی‎-‎آنتی ژن، ‏آنزیم‌ها و یا پذیرنده‌های حسی و یا غیر حسی در موجودات زنده هستند‎.‎‏ ویژگی مهم این مواد این است که دارای پایداری شیمیایی، دمایی و ‏مکانیکی بسیار بالاتری نسبت به رقبای بیولوژیک خودهستند‎.‎‏ همچنین این پذیرنده‌های مصنوعی را می‌توان برای طیف بسیار وسیع و ‏دلخواهی از مولکول‌های شیمیایی تهیه کرد‎.‎‏ در صورتی که تعداد محدودی پذیرنده بیولوژیک در دسترس ما قراردارد‎.‎‏ هم اکنون این مواد ‏کاربردهای بسیار متنوعی در زمینه‌های مختلف مانند جداسازی، کاتالیز واکنش‌های شیمیایی، دارورسانی و حسگر‌های شیمیایی و بیوشیمیایی ‏پیدا کرده است‎.‎‏ تهیه پلیمر‌های قالب دار شده در ابعاد نانومتری ضمن آنکه نقایص پلیمر‌های قالب دار شده توده‌ای و درشت را مرتفع می‌سازد ‏موجب بهبود کارایی این مواد در جذب گزینشی مولکول‌های مورد نظر شده و ظرفیت جذبی آنها را افزایش می‌دهد‎.‎ در این کار نانوذرات پلیمری قالب‌دار شده با مولکول‌های اتانول، با روش پلیمریزاسیون رسوبی تهیه گردیده و به عنوان عناصر تشخیص ‏دهنده یا حدفاصل شیمیایی یک حسگر گازی برای آشکارسازی و اندازه‌گیری اتانول مورد استفاده قرار گرفتند. دکتر طاهر علی‌زاده در ‏توضیحاتی در رابطه با این تحقیقات گفت: «در این تحقیقات، بعد از سنتز نانوذرات پلیمری، با استفاده از میکروسکوپ الکترونی متوسط اندازه ‏نانوذرات در حد 25 نانومتر تخمین زده شد. حسگر گازی مذکور از نوع مقاومت شیمیایی بوده و مبتنی بر نانوکامپوزیت حاصل از آمیختن ‏نانوذرات پلیمری قالب دار شده با اتانول، نانولوله‌های کربنی و پلی‎-‎‏ متیل متااکریلات بود. نانوذرات پلیمری قالب دار شده برای جذب گزینشی ‏مولکول‌های اتانول طراحی شده‌اند و بنابراین وقتی در معرض بخارات اتانول قرار می‌گیرند آنها را جذب کرده و در نتیجه متورم می‌شوند‎.‎‏ از ‏آنجا که نانوذرات پلیمری قالب دار شده به طور مناسب در لابه لای نانولوله‌های کربنی قرار دارند تورم مذکور موجب افزایش فاصله و کاهش ‏اتصالات بین نانولوله‌های کربنی شده و در نتیجه هدایت الکتریکی نانوکامپوزیت به مقدار قابل توجهی کم می‌شود‎.‎‏ این به معنی ترجمه یک ‏رخداد شیمیایی گزینش‌پذیر به یک سیگنال الکتریکی قابل آشکارسازی و ثبت است‎.‎‏ میزان کاهش رسانایی نانوکامپوزیت متناسب با غلظت ‏اتانول در محیط اطراف حسگر است‎.‎‏ به‌دلیل استفاده از فناوری قالب زنی مولکولی برای تهیه عنصر تشخیص دهنده این حسگر، گزینش ‏پذیری بسیار بالایی برای حسگر مذکور به‌دست آمد به طوری که بین دو مولکول اتانول و متانول تفاوت قابل ملاحظه‌ای در پاسخ حسگر ‏مشاهده گردید‎.‎‏ البته نقش پلیمر خطی مورد استفاده (پلی‎-‎متیل متااکریلات) در ایجاد یک محیط آبگریز در نانوکامپوزیت و جلوگیری از اثر ‏مزاحمت بخارات آب به عنوان یک مزاحم بالقوه در کار کرد حسگر شیمیایی گازی پیشنهاد شده نیز اثبات گردید‎.‎‏»‏ از حسگر تولید شده با توجه به ویژگی‌های برتر خود از جمله ساده، ارزان، کوچک و در عین حال حساس و گزینش‌پذیر برای آشکارسازی ‏اتانول، می‌توان به عنوان یکی از ممتازترین حسگرها نام برد. نکته دیگری که در این تحقیقات مورد توجه است، استفاده از یک تکنیک ‏جدید برای ساخت حسگر‌های شیمیایی برای انواع مختلفی از مولکول‌های شیمیایی بر اساس نانوکامپوزیت‌هایی بر پایه پلیمر‌های قالب دار شده ‏در ابعاد نانومتری و نانو‌لوله‌های کربنی است.‏ علی زاده، دانشیار دانشگاه محقق اردبیلی، با اشاره به استفاده از کوپل پلیمری قالب شده به عنوان یک ایده نو توضیح داد: «در این کار ‏یک سازوکار حسگری بر پایه نانوکامپوزیت نانولوله‌های کربنی چند‌دیواره‎-‎نانوذرات پلیمری قالب دار شده برای ساخت حسگر‌های گازی مقاومت ‏شیمیایی معرفی شد‎.‎‏ در این تحقیقات، ما کوپل پلیمر‌های قالب دار شده نانومتری را با نانوتیوب‌های کربنی برای تهیه یک حسگر مقاومت ‏شیمیایی معرفی کردیم‎.‎‏ با این کار یک افزایش قابل ملاحظه در گزینش پذیری و حساسیت را برای حسگر پیشنهادی اثبات نمودیم‎.‎‏ این کار ‏می‌تواند یک زیر شاخه نوین در طراحی و ساخت حسگرهای گازی مقاومت شیمیایی با گزینش پذیری بالا را برای طیف وسیعی از ترکیبات ‏شیمیایی بر اساس فناوری قالب زنی مولکولی فراهم آورد‎.‎‏»‏ این طرح می‌تواند پاسخ گوی نیازهای مرتبط با اندازه‌گیری و آشکارسازی دقیق و در محل برای اهداف مختلف از جمله در تست کردن ‏تنفس افراد مشکوک به مصرف مشروبات الکلی و آشکارسازی شروع فرایند تخمیر باشد. به گفته علی زاده، با توسعه هر چه بیشتر در زمینه ‏حسگری که معرفی گردید می‌توان برای طیف وسیعی از ترکیبات مهم، حسگر‌های دقیق، حساس و بسیار ارزان تهیه نمود که بتواند هم در فاز ‏گازی و هم در فاز مایع ترکیبات مورد نظر را آشکار‌سازی و اندازه‌گیری کند. از جمله این ترکیبات می‌توان به آشکار‌سازی گازهای جنگی، مواد ‏منفجره، آلوده کننده‌های زیست‌محیطی و مواد غذایی، یون‌های فلزات سنگین و حتی نشانگر‌های بیولوژیک اشاره نمود‎.‎ نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر طاهر علی زاده و خانم فاطمه رضالو از دانشگاه محقق اردبیلی صورت گرفته است، در مجله ‏Sensors and Actuators B: Chemical‏ (جلد 176، ماه ژانویه سال 2013) منتشر شده است. منبع : مجله بسپار

بسپار به نقل از خبرگزاری ایسنا می نویسد: دانشمندان موفق به طراحی نوعی لحیم مبتنی بر طلا شدند که با آن می‌توان بافت‌ها را در نواحی مانند روده‌ها به صورت محکم‌تر و مطمئن‌تر جوش زد. سیستم لحیم‌کاری روده، از یک لیزر برای گرمادادن دقیق به بافت در لبه‌های زخم استفاده می‌کند. این امر موجب می‌شود ساختار ماتریس خارج سلولی بافت موردنظر، تغییر کند و دو لبه امکان جوش‌خوردن پیدا کنند. انجام این فرایند و همچنین التیام مهر و موم حاصل آن سریع‌تر است و جای بخیه کمتری را در مقایسه با بخیه‌ معمولی بر جا می‌گذارد؛ با این حال، مهر و موم‌های تشکیل‌شده محکم و قوی نیستند. این موضوع در ارگان‌هایی مانند روده مشکل‌آفرین است، زیرا بازشدن مهر و موم و تراوش محتویات روده‌ها به بیرون، منجر به بروز عفونت مرگبار خواهد شد. به منظور محکم‌ترکردن این مهر و موم‌ها، تیمی از دانشمندان دانشگاه ایالتی آریزونا به رهبری کاوشال رجه، ماده‌ای به نام «نانوکامپوزیت پلی‌پپتیدی plasmonic» را ابداع کرده‌اند. این ماده مانند لحیم به لبه‌های زخم اعمال می‌شود و حاوی نانومیله‌های میکروسکوپی طلا است که به صورت تقابلی با پلی‌پپتیدی‌های الاستین‌مانند (زنجیره‌های آمینواسیدها) مرتبط‌ است. هنگامی که این ترکیب در معرض نور لیزری مادون‌قرمز نزدیک قرار می‌گیرد، با بافت مهر و موم می‌شود و کیفیت ارتجاعی را به خود می‌گیرد. در آزمایشات انجام‌شده، نانوکامپوزیت جدید به گسست‌های موجود در روده‌های کوچک‌ خوک‌ها اعمال شد. هنگامی که لحیم‌ها کامل شدند، محکم و ضدآب بودند و با بافت طبیعی منعطف شدند. این لحیم‌ها همچنین مانع از خارج‌شدن مایع حامل باکتری از روده شدند. بسته به کاربردمورد نظر این نانوکامپوزیت، می‌توان مشخصه آن (مانند ارتجاع‌پذیری) را با تغییر تراکم نانومیله‌های طلا تنظیم کرد. جزئیات این دستاورد علمی در مجله ACS Nano انتشار یافت. منبع : مجله بسپار

چندسازه های چوب- پلاستیك بسیاری از تولیدكنندگان اسباب بازی و لوازم خانگی مواد سازگار با محیط زیست ایجاد كردند كه موافق CPSIA بوده و با چند سازه های چوب- پلاستیك باعث كاهش وابستگی این مواد به پلاستیك های پتروشیمیایی میشود. یك گروه جدید از مواد كه در تولید اسباب بازی كاربرد پیدا كرده اند زیست چندسازه های گرمانرمی هستند كه توسط شركت كانادائی JER به همراه انجمن علمی محققان كانادا (NRC) برای اولین بار ایجاد شده است. این اختراع از مواد زاید و یا محصولات جانبی صنایع مانند لیف های چوب یا پوش برنج برای تولید گروهی از مواد سازگار با محیط زیست استفاده می كند و دوام پلاستیك را با كارایی و ظاهر چوب دارا است. فناوری زیست چندسازه های JER موادی با عمر طولانی و مقاوم در برابر پوسیدن، قالب گیری، حشرات و آب دارا میباشد. درحالیكه چندسازه های چوب پلاستیك (WPC) یكی از شاخه های در حال رشد در صنایع پلاستیك امروزی میباشد، اغلب محصولات رایج WPC (ازآنجایی كه این مواد قابلیت قالب گیری تزریقی ندارند) در مواردی مانند عرشه كشتی و یا نرده به كار میروند. برعكس، تركیبات مهندسی شده زیست چندسازه گرمانرم JER میتواند با تزریق به شكل های موردنظر قالب گیری شوند. فناوری ثبت شده JER و فرآیندهای خاص تولید به آن این اجازه را می دهد كه برای قالب گیری تزریقی فرمول هایی با 30 تا 50 درصد الیاف و یا فرمول های با مقدار 60 درصد الیاف مستربچ تهیه شود. وابسته به نیازهای كاربری نهایی ضایعات یا مواد جانبی، یا مواد الیافی پوست بلوط، كاج یا برنج با گرمانرم اولیه یا گرمانرم بازیافت شده شامل پلی پروپیلن (PP)، پلی اتیلن پرچگالی (HPE)، پلی استایرن (PS)، یا الفین گرمانرم (TPO) تركیب میشوند. برای قالب گیری این محصولات، دمای قالب گیری كمتری موردنیاز میباشد كه امكان ذخیره انرژی تا 30 درصد را برای مشتری فراهم می كند. راه حل های پایدار و سازگار با محیط زیست دیگر تولیدكنندگان اسباب بازی و لوازم خانگی نیز به سوی استفاده از مواد پلاستیكی بازیافت شده سازگار با محیط زیست متمایل هستند. برای یاری كردن مشتری ها، PolyOne Corporation ماده ای تهیه كرده كه محصولات را از نظر رسیدن به استانداردهای قابلیت نوسازی، بازیافت، كار مجدد و تركیبات تعیین می كند. رسیدن به رنگهای مختلف كه معمولاً در اسباب بازیها یا لوازم خانگی به كار می روند، میتواند یك نكته قابل رقابت در كاربرد پلاستیك های بازیافتی باشد. رنگ های رایج طراحی شده توسط PolyOne به مشتریان كمك می كند كه به رنگ های موردنظر خود برسند. اسباب بازی ها و لوازم خانگی زیست چندسازه قطعات بازی زیست چندسازه Rolco تولیدكننده قطعات بازی خاص Rolco اخیراً یك خط تولید قطعات بازی تخته تشكیل شده از تركیبات زیست چندسازه گرمانرم فناوری JER راه اندازی كرده است. Rolco بخش تحقیق و توسعه را در ارتباط با مواد و خصوصاً رنگ و قالب گیری تزریقی چندگانه، برای ایجاد قابلیت های بیشتر در تولید با مواد جدید هدایت می كند. Rolco به دنبال رسیدن به تعدادی از مزایای استفاده از زیست چندسازه های گرمانرم JER بعنوان جایگزین بسپارهای خالص میباشد. زیست چند سازه ها نسبت به بسپارهای خالص بسیار در قیمت مؤثرند و ضربه پذیری تولیدكننده را با بی ثباتی شدید قیمت نفت خام كاهش می دهد. قطعات بازی می توانند در دماهای كمتری قالب گیری شوند كه منجر به كاهش مصرف انرژی تا 30 درصد میشود. این قطعات سازگار با محیط زیست همچنین محصولاتی با ویژگی هایی یكنواخت ارائه می دهند كه میتواند قطعات بازی Rolco را از بقیه رقیبان متمایز سازد. مشابه دیگر تولیدكنندگان اسباب بازی صنعت بازی صفحات تخت نیز از طرف مشتریان و فروشندگان برای سازگاری بیشتر با محیط زیست تحت فشار میباشد. توجه به مسائل زیست محیطی توسط انجمن صنایع اسباب بازی به عنوان یكی از پنج نكته كلیدی رقابت در زمینه فروش اسباب بازی در آمریكای شمالی میباشد. اسباب بازی های سازگار با محیط زیست Sprig شركت اسباب بازی Sprig از ابتدا بر تولید اسباب بازی های بدون باتری، سازگار با محیط زیست و بدون رنگ برای بچه ها متمركز بود. انرژی درصورت لزوم با حركت خود كودك یا پمپ اسباب بازی تولید میشود. علاوه بر این، كمپانی میخواست از یك زیست چندسازه پلی پروپیلن قابل قالب گیری تزریقی استفاده كند كه آنها چوب Sprig را برای تولید اسباب بازی های سازگار با محیط زیست و بدون رنگ ابداع كردند. آنها برای ایجاد مواد موردنیاز براساس فناوری محیطی JER و برای قالب گیری انواع اسباب بازی به سمت فنآوری Bay متمایل شدند. محصولات محیط زیستی Sprig از سری پیشرفته با بهترین فروش اسباب بازی و كامیون های اسباب بازی جدید سازگار با محیط زیست از چندسازه های چوبی Sprig ساخته شده است كه خود چندسازه متشكل از ضایعات محصولات چوبی و پلاستیك های بازیافتی میباشد كه از رزانه ها (dyes) برای حذف استفاده از پوشرنگ های تزئینی كمك می گیرد. برای محصولات سازگار با محیط زیست حداقل بسته بندی استفاده میشود كه آن هم از كاغذ و مقوای بازیافتی میباشد. JER فرمول بندی مواد برای خطوط جدید تولید اسباب بازی توسط Sprig را ادامه داد و جایگزین هایی براساس بسپارهای مختلف را به منظور تولید ماده ای برای Sprig كه بیشترین محتوای مواد بازیافتی را داشته باشد، امتحان كرد. اسباب بازی های اخیر Sprig مربوط به بازی با شن، آب و باغچه قادر به استفاده از 10 تا 20 درصد چوب بیشتر نسبت به سری های قبلی میباشند. لوازم خانگی مبتنی بر پلاستیك های زیست محیطی شركت Coza شركت Coza از برزیل خطی از محصولات آشپزخانه و حمام را از مخلوط پلی پروپیلن و 40 تا 50 درصد از چوب یا الیاف نارگیل به ترتیب با عنوان Bios و Native ایجاد كرده است. تمام محصولات در گروه محصولات Bios كه هم زیستی بین چوب و پلاستیك میباشد شامل lignin نیز میباشند. محصولات گروه Native از 40 درصد الیاف نارگیل تهیه شده است و توجه Coza به آنها جلب شده است. این لوازم خانگی زیست پایه كه در برزیل به خوبی فروش رفتند، توجه دیگران را نیز به خود جلب كردند. اسباب بازی های با پلاستیك بازیافتی و لوازم خانگی "سبز" اسباب بازی های سبز محصولات HDPE بازیافت شده موفق را ارائه می دهد. شركت اسباب بازی های سبز، اسباب بازی های سازگار با محیط زیست (برای مثال وسایل بچه، وسایل پخت، ظروف غذاخوری و چای خوری، وسایل بازی با شن و ماشین های اسباب بازی)تولید می كند كه در ایالات متحده آمریكا از HDPE بازیافتی از پاكت های شیر و بسته های غذای ساخته شده از مقوا بدون استفاده از مواد سلفون قالب گیری میشود. هیچگونه BPA فتالات یا رنگ مصوبه در این اسباب بازی های مطابق CPSIA استفاده نمی شود، همچنین استانداردهای غذایی FDA نیز در آنها رعایت شده است. لوازم خانگی سبز در نمایشگاه بین المللی اخیر لوازم خانگی در شیكاگو ظروف پلاستیك زیست و بر پایه غلات از طرف طراح لوازم خانگی نیویورك كازابلا به نمایش گذاشته شد و به خرده فروشان معرفی شد. طراحی لوازم خانگی كازابلا از نظر ظاهری بسیار مدرن میباشد. منبع : بسپار

در این پست مقالات مختلف مربوط به کامپوزیت‌ها قرار داده شده است: تا پست اخر مطالب و مقالات ارائه شده به ترتیب عبارتند از: (در صورت اضافه شدن مطلب بعد از آخرین پست عناوین به لیست اضافه می‌شود) - كامپوزیت ها در صنایع نظامی -ساخت كامپوزیت های ایمن در برابر آتش از روش rtm -كاربرد كامپوزیت در صنعت برق -تنش های باقی مانده در کامپوزیت پلیمری روش لایه گذاری دستی در تولید کامپوزیت -کاربرد کامپوزیت در آسفالت -چشم انداز كامپوزیت های چوب پلاستیك -كامپوزیتهای گرمانرم -چوب ها هم كامپوزیتی میشوند -دريلهاي كامپوزيتي -کامپوزیت -کاربرد نانو کامپوزیت پلیمری -کاربرد کامپوزیت در صنعت برق و الكترونيك -كاربرد كامپوزیت ها در صنعت خودرو سازی -نانوکامپوزيت هاي پليمري -كامپوزیت های چوپ پلاستیك -الیاف کربن و کامپوزیت آنها -اثر تنش هاي پس ماند گرمايي ناشي از پخت بر تغيير شکل چند لايه اي هاي کامپوزيتي تخت و استوانه اي -نانو کامپوزيت ها، تحولی بزرگ در مقياس کوچک -سنتز و تعیین مشخصات لاتکس نانوکامپوزیت پلی(‌استیرن- کو- بوتیل‌آکریلات)- خاک رس به روش پلیمرشدن رادیک -بررسی اثر کیتوسان و نانوهیدروکسی آپاتیت بر خواص فیزیکی و شیمیایی ریزگوی های نانوکامپوزیتی بر پایه ژل -بررسی اثر کیسه خلاء تنها و سامانه پخت اتوکلاو بر خواص فیزیکی و مکانیکی کامپوزیت های فنولی شبیه‌سازی فرایند ساخت پولتروژن کامپوزیت شیشه- پلی‌استر -اثر شرایط اختلاط بر خواص فیزیکی و مکانیکی آمیزه‫های نانوکامپوزیتی بر پایه‫ NBR/PVC/Nanoclay -مطالعه خواص و عملکرد عایق کامپوزیتی بر پایه رزین اپوکسی- الیاف پنبه بررسی اثر وجود افزودنی پلیمری بر شکل شناسی و کارایی لایه های غشای نانو***** کامپوزیتی بر پایه پلی ات -بررسی اثر نوع سازگارکننده بر خواص نانوکامپوزیت پایه الاستومر sbr - نانورس اصلاح شده -آیا کامپوزیت گزینه مناسبی برای صنعت خودروسازی کشور است؟ -سازگار كردن ذرات رس و ماتريس پلي‌پروپيلن براي توليد نانوکامپوزيت پلي پروپيلن كامپوزیت ها در صنایع نظامی رویدادهای 11 سپتامبر 2001، توجه جهانیان را به شكل كاملاً جدیدی به مسئلۀ امنیت معطوف كرده و مایۀ نگرانی های شدیدی در سطح بین المللی شده است. مسائل امنیتی در گذشته و حال متفاوت هستند. هنگام جنگ سرد (دهه های 50 و 60 میلادی) نگرانی اصلی جهان، بمب ها و موشك های هسته ای بود. در جنگ جهانی دوم، خرابكاری موضوعی نگران كننده در آمریكا بود و این بسیار شبیه نگرانی های امروزی است. آنچه به نظر متفاوت می آید این است كه امروزه مسئلۀ امنیت بسیار شخصی ترشده است و جالب است كه بسیاری از كاربردهای كامپوزیت ها در اسلحه ها و محافظ ها نیز شخصی و فوری است. برخی از این كاربردها عبارتند از: اسلحه های شخصی به كارگیری كامپوزیت ها در تسلیحات نظامی روند رو به رشدی داشته است و در این بین تفنگ های تمام كامپوزیتی به تعداد محدودی ساخته می شوند ولی كامپوزیتی كردن بخشی از اسلحه معمول تر است. برای مثال ضخامت لوله فولادی تفنگ را كاهش می دهند و روی آن یك پوشش كامپوزیتی می پیچند. برتری های پوشش كامپوزیتی روی لوله تفنگ حیرت آور است. جنس لوله تفنگ، فولاد زنگ نزن 416 است كه به دقت ماشینكاری و نازك شده است. لوله تفنگ و خان های آن معمولاً با نوعی فولاد كه كمترین تغییر را در مسیر فشنگ ایجاد می كند ساخته میشود. با تركیب فولاد و پوشش میتوان تفنگ هایی مناسب شكار و كاربردهای نظامی ساخت. استحكام بالاتر تفنگ كامپوزیتی به علت طبیعت جهت دار الیاف كربن است. بیشتر الیاف را میتوان به صورت های گوناگونی به دور یك محور پیچاند. بنابراین درمورد تفنگ این امكان وجود دارد كه الیاف را به گونه ای دور لوله جهت داد كه استحكام بالاتری حاصل شود. بهبود استحكام، افزایش امنیت را به دنبال خواهد داشت؛ زیرا احتمال شكافتن لوله كاهش می یابد. سفتی بالای تفنگ های كامپوزیتی و درنتیجه افزایش دقت آنها نیز از جهت انتخابی برای الیاف ناشی می شود. تركیب سفتی و استحكام، منجر به كاهش وزن تفنگ میشود. برای مثال وزن تفنگ های كامپوزیتی معمولی حدود 40 درصد كمتر از M-1 است. هنگامی كه لوله فولادی ساخته میشود ایجاد سوراخ و خان در لوله، تنش هایی را در لوله به وجود می آورند. برخی از این تنش ها در محصول نهایی باقی می مانند. بنابراین وقتی تفنگ به هنگام شلیك های پیاپی گرم می شود تنش های باقی مانده باعث میشود كه در بعضی نقاط، لوله تفنگ از حالت طبیعی خارج شود و در نتیجه انحرافی در مسیر گلوله به وجود آید و در پی آن دقت شلیك كاهش یابد. استحكام و سفتی بالای پوشش كامپوزیتی از انحراف لوله جلوگیری می كند و بنابراین حتی هنگامی كه اسلحه خیلی سریع و به طور پیاپی شلیك می كند، دقت بالایی خواهد داشت. فرایند ایجاد پوشش كامپوزیتی هیچ تنشی را در تفنگ ایجاد نمی كند، پس مسیر حركت گلوله همواره صاف و مستقیم خواهد بود. یك ویژگی بی نظیر كامپوزیت های الیاف كربنی، ضریب انبساط حرارتی نزدیك به صفر آنهاست. بنابراین تغییرات دمایی، اثر مشخصی روی ابعاد لوله نمی گذارد. افزون بر آن به خاطر اتصال محكم بین پوشش كامپوزیتی و لایه فلزی، فلز و كامپوزیت یكپارچه می شوند و هیچ لغزشی در امتداد سطح آنها وجود ندارد. پوشش كامپوزیتی به علت طبیعت غالبش، از تغییر ابعاد لوله در اثر گرم شدن لایه فلزی به علت تكرار شلیك جلوگیری می كند؛ زیرا جرم و استحكام پوشش كامپوزیتی از جرم و استحكام لایه نازك فلزی بسیار بیشتر است. هنگامی كه تغییر ابعادی رخ دهد، مشهودترین عیب، كاهش دقت است كه با افزایش فاصله تا هدف بروز می كند؛ زیرا كوچكترین تغییر در مسیر گلوله انحراف قابل توجهی را در برد زیاد از خود نشان می دهد. هدایت حرارتی كامپوزیت الیاف كربنی، كاملا غیرعادی است و نوید برتری های دیگری را می دهد. انتقال حرارت در درون كامپوزیت درجهت عمود بر الیاف بسیار ضعیف است. بنابراین بخش خارجی پوشش كامپوزیتی پس از حدود 20 بار شلیك، فقط كمی گرم میشود. حال آنكه گرمای ایجاد شده در چنین حالتی در یك نمونه فولادی قابل توجه خواهد بود. مدت زمان طولانی پس از تیراندازی، كامپوزیت گرم می شود. توانایی بالای انتقال حرارت الیاف كربن در امتداد طولی آنها باعث میشود كه گرما بسیار سریع به انتهای لوله منتقل شده و در آنجا پخش شود. نتیجه نهایی این كه دمای سطح خارجی لوله كامپوزیتی كم تر شده و طول عمر لوله افزایش می یابد. در نهایت سبكی لوله كامپوزیتی ، به طور مطلوبی مركز توازن تفنگ را به سمت ماشه منتقل می كند و این موضوع باعث می شود كه بتوان چندین بار به طور مشابه به یك هدف كوچك شلیك كرد. بهای تفنگ های شكاری از جنس كامپوزیت تقریباً بالا و بین 1000 تا 3000 دلار است. تفنگ های جنگی بهایی در حدود 10،000 دلار دارند. جنگ افزارهای بزرگ با توجه به برتری های مواد كامپوزیتی استفاده از آنها در جنگ افزارهایی چون توپ ها، موشك اندازها و جز آن در دست پژوهش است. استفاده از فنآوری تقویت لوله توپ با پوشش كامپوزیتی هنوز مورد پذیرش سیستم استاندارد جنگ افزاری قرار نگرفته است. مشكلی كه در اینجا وجود دارد، اختلاف ضریب انبساط حرارتی كامپوزیت و لوله فولادی است. درمورد تفنگ، لوله فولادی نسبتاً نازك بود و انبساطش تحت تأثیر كامپوزیت قرار می گرفت. حل این مشكل، موضوع پژوهش در این زمینه است. موشك ها كاربرد كامپوزیت ها در صنایع موشكی در عرض 40 سال تجربه شده است و به طور چشمگیری گسترش یافته است. به علت هزینه های بالای حركت یك جسم در فضا، شرایط ایجاب می كند كه وزن آن كم باشد. به همین علت، كامپوزیت ها نامزد مناسبی برای این كاربرد هستند. كاربرد كامپوزیت در لانچر موشك انداز نیز به همان اندازه مهم است. این لوله ها باید سبك باشند تا به راحتی حمل شده و بر روی خودرو یا هواپیما نصب شوند. همچنین باید خیلی سفت باشند تا پرواز موشك دقیق باشد. كامپوزیت ها این بازار را تحت كنترل خود درآورده اند. هواپیماها نوشتارهای زیادی در مورد كاربرد كامپوزیت ها در هواپیماها- چه نظامی و چه غیر نظامی- نوشته شده است. به نظر می رسد هرساله كاربرد نوینی برای كامپوزیت ها د رمدل های جدید ایجاد می شود. این كاربردها به منظور كاهش وزن و بهبود استحكام صورت می گیرد. هواپیماهای بدون سرنشین میتوانند برای شناسایی منطقه و همچنین برای پرتاب موشك ها به كار روند. بیشتر این هواپیماها از كامپوزیت ساخته میشوند. منبع : انجمن کامپوزیت ایران

به منظور اتصال قطعات پلاستیکی به قطعات دیگر که یا بسیار بزرگند یا بسیار پیچیده، از چسب و چسباندن حلالی، بست مکانیکی و انواع روش‌های جوشکاری استفاده می‌شود. در تمام این موارد هدف، تشکیل یک قطعه مونتاژ شده‌ی یکپارچه است. سامانه‌های چسب کاری، چند کاره هستند و در مواقعی که نیازمند اتصالات محکم و بادوام هستیم، نتایجی پایدار و قابل پیش بینی به بار می‌آورند. جوشکاری، تنها برای گرمانرم‌ها (و نه گرماسخت‌ها) مناسب است. در این روش سطوح مورد اتصال در محل تماس ذوب می‌شوند تا پیوندهای مولکولی قوی تشکیل گردند. جوشکاری پلاستیک در صنعت پلاستیک و به منظور درزگیری بسته‌بندی‌ها بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرد. هر دو روش استفاده از چسب و جوشکاری پلاستیک در صنعت خودرو به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. پشتیبانی فنی توسط متخصصان سازندگان بسپار پیشنهادات و پشتیبانی‌های فنی لازم برای اتصال و مونتاژ قطعات ساخته شده از موادشان را ارائه می‌کنند. شرکت Lanxess در راهنمای محصولاتش به این موضوع می‌پردازد که مهندسان طراح در ابتدا باید توجه کنند که چگونه می‌خواهند با اتصال اجزای مجزا، آن ها را به واحدهای عملیاتی تبدیل کنند. در این نوشته بست‌های مکانیکی شامل پیچ‌ها و میخ‌پرچ‌‌ها یکی از ارزان‌ترین و معمول‌ترین روش ها برای مونتاژهایی که می‌بایست قابل جداشدن باشند معرفی شده است. هم چنین جهت اتصال دائمی، چسب‌های حلالی در زمره‌ی ارزان‌ترین روش‌های اتصال ذکر شده است. در روش اتصال توسط چسب، چسب‌های دو جزیی اپوکسی و پلی‌یورتان می‌توانند استحکام پیوندی عالی ایجاد کنند. در این راهنما آمده است: چسب‌های بر پایه‌ی سیانو اکریلات‌ها می‌توانند پیوندهای سریعی ایجاد کنند ولی از طرفی به بسپار‌های پلی‌کربنات می‌توانند صدمه وارد کنند مخصوصاً اگر قطعات تنش درونی زیادی داشته باشند یا در فشار کاری زیادی قرارگیرند. چسب‌های اکریلیک دوجزیی استحکام پیوندی بالایی را نشان می‌دهند اما اغلب شتاب هنده‌شان به آمیزه‌های پلی کربناتی صدمه وارد می‌کنند. Lanxess توصیه می‌کند تمام قطعات برای تعیین یک چسب مناسب قبلاً آزموده و مدل شوند. پلاستیک‌ها را می‌توان هم به روش حرکت مکانیکی مانند ارتعاش جوش داد و هم با به کارگیری حرارت به منظور ذوب کردن محل اتصال. مونتاژ فراصوتی یکی از روش‌های پرکاربرد در گرمانرم‌ها است که به اتصالات دائمی، زیبا و دل پذیری می‌انجامد. ارتعاش مکانیکی با بسامد زیاد برای ذوب سطوح محل اتصال در اغلب روش‌های فراصوتی (جوشکاری، ردی (staking) ، جوشکاری نقطه‌ای و درونه ی فراصوتی (ultrasonic inserts)) استفاده می‌شود. هم چنین در این راهنما آمده است مقادیر کم از پرکننده‌ها، مانند الیاف شیشه مانع جوشکاری نخواهند شد. اگر مقدار الیاف شیشه‌ای از 30% فراتر برود منجر به یک پیوند ضعیف می‌شود و می‌تواند در وسایل جوشکاری فرسایش ایجاد کند. عوامل رها کننده‌ی قالب، روان کننده ها و عوامل تأخیر اندازنده‌ی آتش اثر منفی بر کیفیت جوش دارند. شرکت Sabic Innovative Plastics در کتاب مرجع خود در مورد جوشكاري پلاستيك‌ها نوشته است که جوشكاري ارتعاشی، که به نام‌های جوشكاري خطی و جوشكاري مالشی خطی نیز نامیده می‌شود، برای جوش قطعات گرمانرم در طول شکاف صاف مناسب است. در این فرآیند، قطعاتی که می‌بایست به هم متصل شوند بر روی يكديگر تحت فشار مالیده می‌شوند. در ماشین‌های جوشکاری ارتعاشی تجاری، نیمی از قطعه توسط القاء یک سامانه جرم دار و فنری سفت که به خوبی تنظیم شده، و به وسیله‌ی یک نیروی نوسانی تحمیلی خارجی مرتعش می‌شود. انواع دیگر جوشکاری مالشی شامل جوشکاری چرخشی، ارتعاشی زاویه‌ای و جوشکاری دورانی می‌باشد. شرکت Sabic نشان می‌دهد که پلاستیک‌ها و چندسازه‌های پلاستیکی به طور فزاینده‌ای در ساختارهای پیچیده که در آن ملاحظات اتصال و قیمت مهم هستند استفاده می‌شوند. بسپار های گرمانرم پرشده و پرنشده ی قابل جوشکاری در بسیاری از کاربردهای ساختاری پرتقاضا که نیازمند اتصالاتی با توان تحمل فشارهای خستگی و ساکن هستند استفاده می‌شوند. شرکت Sabic مثالی از یک سپر خودرو را ذکر می‌کند که از بسپارSabic's Xenoy@ 1102 که یک ترکیب نه کاملاً گرمانرم است ساخته شده است. این سپر توسط جوشکاری ارتعاشی دو قطعه‌ی قالب‌گیری شده به روش تزریق تولید شده است. به گفته‌ی این شرکت، فناوری جوش پلاستیک به دلیل ورود چندسازه‌های گرمانرم بسیار کارا، مهم‌تر شده است که این موضوع انقلاب روش‌های مونتاژ در کاربردهای فضایی را نوید می‌دهد. در کتاب راهنمای مذکور آمده است: به تازگی توجه به برگشت‌پذیری مواد، موضوع جوشکاری را پراهمیت‌تر کرده است زیرا بر خلاف چسب‌ها در جوشکاری، مواد اضافی وارد مونتاژ قطعات نمی‌شود. انواع دیگر جوشکاری استفاده شده در گرمانرم ها شامل جوشکاری توسط لیزر و جوش مقاومتی و القایی می‌باشد. در جوشکاری لیزری امواج رادیویی لیزر یا نور از میان قطعه‌ی پلاستیکی اول عبور داده می شود تا جایی که قطعه‌ی دوم آن را جذب کند و منجر به ایجاد حرارت و ذوب در محل تماس شود. در جوشکاری مقاومتی با به کارگیری یک مقاومت الکتریکی کاشته شده بین سطوح مورد اتصال، حرارت مورد نیاز برای اتصال جوش تامین می‌گردد. در جوشکاری القایی از یک پیچه (کویل) برای تولید میدان مغناطیسی متناوب استفاده می‌شود که منجر به القاء جریان در سطوح اتصال می‌شود. مقاومت ماده در برابر این جریان باعث تولید حرارت می‌شود. اجزای جوشکاری فراصوتی مونتاژ فراصوتی از ارتعاشی که توسط یک مبدل تولید شده است استفاده می‌کند. این مبدل انرژی الکتریکی را با استفاده از یک شیپور صوتی به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. انرزی از میان قطعه به محل اتصال انتقال داده می‌شود، در آن جا از طریق مالش گرما تولید می‌شود و پس از آن با ذوب پلاستیک پیوند تشکیل می‌گردد. شرکت Branson Ultrasonics که در زمینه اتصال مواد و تمیزکاری دقیق، یک رهبر جهانی است؛ سامانه های فرا صوتی کاملاً دیجیتال را توسعه داده است. سامانه های Branson's 2000X در بسامدهای 20، 30 و 40 کیلو هرتز همراه با توان خروجی افزایش یافته برای تمام بسامدها قابل استفاده می‌باشد. این شرکت معتقد است انعطاف پذیری و محدوده‌ی این سامانه‌های جوشکاری، دست مصرف‌کنندگان را در انتخاب قطعات تشکیل دهنده باز می‌گذارند تا بتوانند قطعه‌ی مونتاژ شده‌‌ای با مصارف خاص تولید کنند. دستگاه‌های "خود کنترل شونده‌ی رومیزی" جهت تولید دستی و تک ایستگاهی و ابزار کمک- دستی جهت مونتاژ قطعات بزرگ و به منظور استفاده در سطوح اتصالی که به سختی قابل دستیابی هستند از جمله‌ی آنهاست. مجزا بودن قطعات تشکیل دهنده‌ی این دستگاه شامل سامانه محرک و منبع انرژی ضمیمه شده‌ی جداگانه از شاخصه‌های این سامانه است. تمام محصولات Branson را می‌توان جهت اتوماسیون خطوط و ایجاد سامانه‌های تولید کاملاً جامع جهت مونتاژ به کار برد. همچنین قطعات OEM (تولید کننده‌ی تجهیزات اصلی(قطعات اصلی)) جهت استفاده در اتوماسیون را می‌توان از کارخانه‌ای که فناوری‌های اتصال آن به جوشکاری خطی، دورانی و ارتعاشی- حرکتی قابل برنامه‌ریزی، صفحه داغ (hot plate) و جوشکاری چرخشی گسترش داده باشد به دست آورد. محصولات سری 40 شرکت Branson، سامانه‌های فرا صوت خود کنترل شونده‌ی به نسبت خودکار با تکیه بر قابلیت شکل پذیری و سرعت تولید بالا جهت مونتاژ پلاستیک‌ها هستند. این دستگاه‌ها دارای قابلیت جوشکاری، ردی، درونه گذاری، سنبه کاری یا جوش نقطه‌ای گرمانرم‌ها هستند. محصولات سری 40 می‌توانند شامل ایستگاه‌های فراصوتی چندگانه باشند یا می‌توانند با سامانه‌های فراصوتی دیگر مثل جوش دهنده‌های چرخشی یا عملیات ثانویه‌ی دیگر مثل آزمون نشت‌یابی ترکیب شوند. شرکت Herrmann Ultrasonics، یک تولیدکننده‌ی آلمانی دارای شرکت‌های تابعه در آمریکا و چین، فناوری های پیشرفته ای در زمینه‌ی اتصال فراصوتی به دست آورده است. این سازنده اخیراً ماشین جوشکاری فراصوتی تکامل یافته‌ی HiQ را تولید کرده است که دارای مشخصه‌ی تغییر سریع ابزار (quick-tool-change) و ابداعات دیگری است تا بتواند تولید را افزایش دهد و زمان بیکاری و مصرف انرژی را نیز کاهش دهد. این سامانه همراه با ژنراتورهای دیجیتالی 20، 30 و 35 کیلوهرتزی در مدل‌های محدوده‌ی 1200 تا 6000 وات قابل استفاده است. شرکت مذکورMedialog را در فضاهای عاری از آلودگی پیشنهاد می‌دهد که برای سازندگان تجهیزات پزشکی و هم چنین کاربری‌های دیگری که نیازمند فرآیند تولید بدون حضور آلودگی هستند مناسب می‌باشد. هوای ورودی به یک استاندارد بالاتری تصفیه شده و هوای خروجی جمع آوری می‌شود که می‌توان آن را از میان یک سامانه ی تهویه موجود هدایت کرد. واحدهای Medialog در دو اندازه موجودند: HS در 20 و 30 کیلوهرتز و PS در 35 کیلوهرتز. ژنراتورهای دیجیتال تا 5000 وات بالا می‌روند. پردازش اطلاعات سریع شرکت Dukane Corp. سامانه‌های پرس فراصوتی سری iQ برای جوش گرمانرم‌ها تولید کرده است. این شرکت یک تامین کننده‌ی جهانی جوش‌دهنده‌های فراصوتی، چرخشی، لیزری، ارتعاشی و صفحه داغ و همچنین دستگاه‌های پرس حرارتی، ابزارآلات و نرم افزارها برای بازارهای مونتاژ محصولات پلاستیکی تجاری و OEM می‌باشد. گفته می‌شود دستگاه پرس فراصوتی سری iQ به دلیل معماری فرآیندی چند هسته‌ای دارای سرعت پردازش اطلاعات بالاتری در صنعت است (سرعت به روز شده‌ی 0.5 میلی ثانیه). به گفته‌ی Dukane این سامانه اطلاعات جوش شامل توان، انرژی، فاصله، نیرو، بسامد و زمان را در سرعتی معادل دو برابر تجهیزات سری قدیمی‌تر و با دقت و استحکام جوش بالاتر پردازش می‌کند. دستگاه پرس فراصوتی سری iQ برای جوشکاری گرمانرم‌ها، پردازش اطلاعات بسیار سریع و استحکام و دقت جوش بالاتری را نسبت به تجهیزات سری قدیمی‌تر شرکت Dukane فراهم می‌کند. سری iQ دارای سامانه پرس 30/40 کیلوهرتزی با مکانیزم لغزشی سبک و دقیق می‌باشد و جهت کاربردهای کوچک، حساس و دارای رواداری کم طراحی شده است. به علاوه دستگاه‌های پرس 20 کیلوهرتزی توسط Dukane Ultra ridged H-frame support جهت کاربری‌های دقیق و با نیروی زیاد قابل دسترس است.پیکربندی این محصول با توجه به نیازهای استفاده کننده به صورت پودمانی طراحی شده و قابل اضافه و کم کردن است. کنترل گر‌های این محصول از ابتدایی (فقط زمان) تا پیشرفته (زمان، انرژی، فاصله، نیرو و حداکثر قدرت فرستنده) متنوع هستند و دارای اعتبار و واسنجی شده (کالیبراسیون) جهت کاربردهای پزشکی می‌باشند. فشار دوگانه در واحد اصلی استاندارد می‌شود. واحدهای پیشرفته دارای مبدل نیرو و شیر فشار شکن الکترونیکی حلقه بسته می‌باشند که هنگامی که با کنترل گر سرعت هیدرولیک Dukane جفت می‌شوند قادر به کنترل دقیق سرعت ذوب خواهند بود. شرکت Sonics & Materials, Inc. یک تولید کننده‌ی تجهیزات جوش از دستگاه‌های قابل حمل و دستگاه‌های پرس مدل رومیزی تا سامانه‌های کاملاً خودکار می‌باشد. این شرکت خودش را در زمینه‌ی فناوری جوش فراصوتی متمایز کرده است. ابداعات اخیر شامل دستگاه‌های قابل حمل جوش فراصوتی 40-20 کیلوهرتز همراه با کنترل گرهای بر پایه زمان دیجیتال یا انرژی ثابت می‌شود. ابزارها مشخصاً جهت کاربری‌های جوشکاری، ردی(staking)، درونه گذاری (inserting) و جوش نقطه‌ای طراحی شده‌اند. یک بست تپانچه‌ای اختیاری جهت حمل و نقل آسان‌تر تعبیه شده است. لوازم یدکی دیگر شامل یک پرس دستی و یک پدال پایی می‌شود. جوشکاری قطعات مدور جوشکاری چرخشی روشی برای جوش قطعات گرمانرم با استفاده از یک حرکت چرخشی دایره‌ای و فشار کاربردی است. یک قطعه توسط یک فک ثابت نگه داشته می‌شود تا قطعه‌ی دیگر حول آن بچرخد. حرارت تولید شده توسط مالش مابین دو قطعه منجر به ذوب محل تماس دو قطعه شده و در نتیجه یک آب بندی محکم و سحرآمیز ایجاد شود. شرکت Brandson Ultrasonics سامانه جوش چرخشی خود تنظیم SW300 را جهت جوشکاری قطعاتی با محل تماس دایره‌ای را پیشنهاد می‌کند. گفته می‌شود جوش دهنده‌های چرخشی رومیزی همراه با یک صفحه‌ی نمایش لمسی 6 اینچی دارای دقت موتور خود تنظیم برابر با 1/0± درجه می‌باشند. SW300 را می‌توان در حالت های عملکردی دستی، نیمه خودکار و کاملاً خودکار به کار برد. حداکثر بار کاربردی 142 کیلوگرم است. سامانه جوشکاری چرخشی خود تنظیم SW300 از شرکت Brandson Ultrasonics برای جوش قطعاتی با محل تماس دوار طراحی شده است. شرکت ToolTex جوش دهنده های چرخشی رومیزی ای ساخته است که دارای گشتاور بالایی برای قطعات تا قطر 5/63 سانتی متر می‌باشد. این شرکت در زمینه‌ی سازگاری محصولاتش با خطوط ماشین ‌کاری مشتری متبحر شده است و می تواند دستگاه‌های جوش خود را در خطوط موجود مشتری جای دهد. هم چنین آن‌ها می‌توانند دستگاه‌های خود را به صورت مستقل راه‌اندازی کنند. جوش‌دهنده‌های چرخشی خود تنظیم SW750 این شرکت دارای گردش با دقت 1/0 درجه و تحمل بار 5/90 کیلوگرم هستند. این دستگاه مجهز به یک کنترل گر صفحه‌ی نمایش لمسی است. شرکت PAS (Plastic Assembly Systems)، تجهیزات جوشکاری استفاده شده و جدید شامل محصولات جوش چرخشی خودتنظیم، جوش دهنده‌های فراصوتی و سامانه‌های مونتاژ حرارتی را ارائه می‌کند. مدل STS2000 یک سامانه حرارتی خودتنظیم است که مجهز به فناوری جدید خود تنظیم جهت کنترل دقیق کاربردهای حرارتی در تماس مستقیم با ابزارهای گرم شده می‌باشد. STS2000 می‌تواند به عنوان یک دستگاه مستقل یا همراه با خطوط اتوماسیون به کار برده شود. خط تولید PAS برای قطعات کوچک، متوسط و بزرگ و جهت کاربری با دقت بالا و قابلیت تکرارپذیری قابل استفاده است. فنون جوشکاری لیزری فناوری جوش لیزری یک روش اتصال انعطاف پذیر و غیر تماسی است که جوش‌های قوی و تمیز با کمترین تکانه (شوک) حرارتی در نقاط اتصال ایجاد می‌کند. در این روش هیچ ذره‌ای در محل اتصال رها نمی‌شود. این روش دارای دقت زیاد بدون سایش ابزارآلات است و در آن هیچ ماده‌‌ی مصرفی جوشکاری استفاده نمی‌شود. شرکت Stanmech Technologies که با شرکتLeister Process Technologies ادغام شده طرز ساخت پلاستیک‌ها و تجهیزات جوشکاری را شامل سامانه‌های اتصال لیزری بر اساس خواست مشتری ابداع کرده است. چهار سامانه جوش لیزریNovolas™ جهت برآوردن نیازهای خاص قابل دستیابی است. سامانه اصلی اجازه می‌یابد در سامانه‌های ساخت همراه با کنترل گرهای فرآیندی خودشان ادغام شود. مدل‌های دیگر، OEMها جهت ادغام پیشرفته، WS (ایستگاه کاری( جهت ایستگاه کاری دستی کمی خودکار و maskwelding Micro برای اتصال قطعات باریک و ریز می‌باشند. این شرکت یک آزمایشگاه کاملاً کاربردی جهت ارزیابی نیاز مشتریان ارائه کرده است. پیشرفت جدید در این زمینه، تولید دستگاه Leister Weldplast $2 hand-extruder است که یک وسیله‌ی کامل طراحی شده جهت تولید محصولات اکسترود شده‌ی تا 5/2 کیلوگرم (5/5 پوند) در ساعت جهت اتصال قطعات گرمانرم است. این دستگاه مجهز به یک کفشک جوش چرخشی 360 درجه جهت تسهیل کار کردن در بالای سر است. هم چنین از این شرکت ابزار دستی هوای داغ از سبک وزن Hot Jet S و قلم جوش تا مدل‌های بزرگ‌تر مانند Diode و Triac S در دسترس است. این ابزارها برای دمیدن هوای داغ مستقیم به شکاف اتصال و الکترود جوشکاری استفاده می‌شوند. شرکت Laser and electronics specialist LPKF در آلمان سامانه‌هایی جهت جوش لیزری پلاستیک‌ها همراه با سامانه‌های تولید پودمانی (modular) ساخته است. جوش لیزری انتقالی، قطعات گرمانرمی را که دارای مشخصات جذب متفاوت هستند را متصل می‌کند. لیزر در لایه‌ی بالایی که نسبت به آن طول موج شفاف است نفوذ می‌کند اما به وسیله‌ی لایه‌ی پایینی جذب می‌شود، این عمل منجر به تولید حرارت و پیوند سطوح به یکدیگر می‌شود. خطوط تولید جوش لیزری LPKF شامل LQ-Power جهت عملیات دستی و LQ-Integration با فناوری یکپارچه‌سازی بدون درز در خطوط تولید می‌شود. فناوری جوش لیزری ثبت اختراع شده با نام Clearweld®، توسط شرکت‌های Gentex Corp. و TWI, Ltd. که گروه‌های تحقیق و توسعه‌ی صنعتی انگلیسی هستند ابداع شده است. فرآیند Clearweld که توسط Gentex تجاری شده است، از پوشش‌های ویژه و افزودنی‌های بسپار با قابلیت جوش لیزری استفاده می‌کند تا بتواند رنگ یکنواخت و انعطاف پذیری طراحی در جوش پلاستیک‌های با ارزش و پشت پوش ایجاد ‌کند. این فناوری، اختصاصاً برای وسایل و لوله‌های پزشکی ساخته شده است زیرا این ابزارها با به کارگیری چسب‌ها و ذرات ناشی از استفاده از جوشکاری فراصوتی آلوده می‌شوند. LPKF یک شریک در شبکه‌ی جهانی Gentex شامل سازندگان تجهیزات، integrators، تامین کنندگان مواد و مونتاژکاران پلاستیک می‌باشد. شریک دیگر Branson Ultrasonics است که یک سامانه لیزری انحصاری جهت فرآیندهای Clearweld ابداع کرده است. این سامانه به گونه‌ای طراحی شده است که لوله‌های پزشکی را بدون چرخش آن‌ها جوش دهد. کمک از لیزر برای قطعات ترکیبی فرآیند ابتکاری کمک از لیزر برای اتصال پلاستیک‌ها و فلزات توسط موسسه Fraunhofer Institute for Laser Technology (ILT) در آلمان ابداع شده است. در این فرآیند طبق ثبت اختراع انجام شده Liftec®، امواج لیزر از میان یک قطعه‌ی پلاستیکی عبور می‌کنند تا جزء فلزی که در مقابل آن پرس شده است داغ شود. پس از آن که پلاستیک ذوب شد، فشار مکانیکی روی قطعه‌ی فلزی اعمال می‌شود و آن را به درون پلاستیک هل می‌دهد. شکل هندسی مناسبی برای قطعه‌ی فلزی طراحی شده است و یک پیوند مثبت و جامد پس از سرد شدن تشکیل می‌دهد. سرامیک‌ها و پلاستیک‌های مقاوم در برابر حرارت نیز می‌توانند در این فرآیند به کار گرفته شوند. شرکت Kamweld Technologies یک متخصص در زمینه‌ی محصولات جوش پلاستیک، تفنگ هوای داغ صنعتی و وسایل خمش صفحه‌ی پلاستیکی و متعلقاتش است که اخیراً جوش-دهنده‌های سری Fusion با وزن کم و قابل حمل توسط دست را همراه با کنترل گرهای دیجیتال دقیق جهت کنترل دمای جریان هوا ابداع کرده است. چهار مدل از دستگاه FW-5 قابل دسترس اند، که همگی دارای گرم کن های خطی هستند. مدل‌های FW-5C و FW-5D دستگاه‌های کامل با کمپرسورهای داخلی هستند. چسب‌های ساختاری محکم چسب‌های پیشرفته جهت پیوند پلاستیک‌ها از طیف گسترده‌ای از سازندگان قابل دسترس هستند. شرکت ITW Plexus، سردمدار فناوری‌های چفت و بست زدن، اتصال، درزبندی و پوشش، چسب‌های ساختاری ثبت شده Plexus® را برای پیوند گرمانرم‌ها، مواد چندسازه و فلزات ساخته است. چسب‌های ساختاری یا اجرایی معمولاً در کاربردهای تحمل بار استفاده می‌شوند زیرا آنها به استحکام محصولات پیوندخورده می‌افزایند. ITW Plexus راهنمایی برای اتصال پلاستیک‌ها، چندسازه‌ها و فلزات ارائه کرده است که در پایان این متن آورده شده است.سه چسب ساختمانی جدید Plexus® انعطاف پذیری در موقع عملکرد از خود نشان می‌دهند و برای کاربردهای ساخت قایق و دیگر مونتاژهای بزرگ بسیار مناسب اند.ابداعات اخیر Plexus شامل سه نوع چسب متاکریلات ساختاری دو جزیی است که در دمای اتاق پخت می‌شوند و پیوندهای استثنایی و البته انعطاف‌پذیری را بر روی چندسازه‌ها، بدون آماده سازی سطح یا با آماده سازی سطح کم ایجاد می‌کنند. MA530 با زمان عملکردی 40-30 دقیقه، برای پر کردن شکاف‌هایی تا 78/17 میلی‌متر طراحی شده است. MA560-1 دارای زمان عملکردی بالاتری است (تا 70 دقیقه) و برای پر کردن شکاف‌هایی تا 14/25 میلی متر مناسب است. MA590 با زمان عملکردی تا 105 دقیقه بسیار مناسب برای قایق‌های الیاف شیشه ای بزرگ است. به گفته‌ی شرکت مذکور، این چسب‌ها هم چنین پیوندهایی عالی روی فلزات و دیگر کارپایه ها ایجاد می‌کنند. بر خلاف دیگر چسب‌ها و بتونه‌ها، این چسب‌ها به طور شیمیایی FRPها، چندسازه‌ها و تقریباً تمام بسپار‌های پلی استر و ژل‌پوشه ها را درهم می‌آمیزد. این شرکت یادآور می‌شود به دلیل این‌ که چسب‌هایش نیازی به آماده‌سازی سطح ندارند، بنابراین می‌توانند زمان مونتاژ را تا 60% کاهش دهند. این‌ شرکت اضافه می‌کند چسب‌های مذکور پیوندهای بسیار قوی‌ای ایجاد می‌کنند به طوری که کارپایه ها (substarates) قبل از اینکه پیوند ایجاد شده خراب شود لایه لایه می‌شوند. گفته می‌شود این چسب‌ها انعطاف پذیری استثنایی، استحکام ضربه و مقاومت در برابر سوخت، مواد شیمیایی و آب از خود نشان می‌دهند. شرکت مذکور، دستگاه های پخش کننده‌ی چسب با نام Fusionmate™ بهینه شده برای چسب‌های متاکریلات Plexus را نیز ارائه کرده است. این سامانه با هوای کارگاهی در فشار psi 100 کار می‌کند و پمپاژ حجمی مثبت مداومی با نسبت‌های حجمی با دقت از 6:1 تا 15:1 را فراهم می‌کند. خروجی از سرعت جریان 38/0 تا 92/4 لیتر بر دقیقه قابل تنظیم است. گیربکس‌های زنجیری مستقل برای پمپ‌های چسب و فعال کننده به صورت جداگانه طراحی شده است که پاکسازی آنها را به طور مجزا امکان‌پذیر می‌سازد. چسباندن قطعات خودرو سالیان متمادی است که چسب‌ها در کاربردهای خودرو مورد استفاده قرار می‌گیرند و با پیشرفت فناوری چسب، اهمیت آن‌ها نیز افزون شده است. شرکت Dow Automotive که تولید کننده‌ی چسب برای خودرو است گزارش می‌دهد که فناوری چسب در کاربردهای‌گسترده‌تری همراه با پشتیبانی قطعات اصلی خودرو (OEM) جهت حصول اطمینان و کاهش وزن کلی استفاده می‌شود. چسب با دوام در برابر ضربه با عنوان Betamate™ از این شرکت توسط شرکت خودروسازی Audi جهت استفاده در پروژه‌ی A8 که یک خودرو جدید با بدنه‌ی آلومینیومی است انتخاب شده است. فناوری Betamate در کاربردهایی که نیازمند کارایی زیاد هستند می‌تواند استفاده شود و جهت پیوند قطعات گرمانرمی، چندسازه‌ها، شیشه، آهن‌آلات، تزئینات خودرو، و آلیاژهای فولاد، آلومینیوم و منیزیم قابل استفاده است. چسب‌های ساختمانی می‌توانند جای گزین جوشکاری و چفت و بست‌های مکانیکی در اتصال انواع زمینه‌های مشابه و غیر مشابه شوند و اثرات شکست و فرسودگی پیدا شده در اطراف جوش های نقطه‌ای و بست‌ها را حذف کنند. به گفته‌ی شرکت Dow این چسب عملیات درزگیری را در برابر شرایط آب و هوایی که منجر به خوردگی می‌شود نیز می‌تواند انجام دهد. این شرکت هم چنین سامانه‌های پیوند شیشه Betaseal™ را ساخته است که برای نصب شیشه‌های خودکار در خودروها استفاده می‌شود. شرکت IPS سازنده‌ی چسب‌های ساختمانی بسیار قوی متاکریلات WeldOn® اخیراً چسبWeld-On SS 1100 را جهت چسباندن قطعات گرمانرم، چندسازه و فلزی و هم چنین کارپایه هایی که به سختی چسبانده می‌شوند مانند نایلون و فلزات گالوانیزه شده ساخته است. این چسب ها دو جزیی بوده و جهت اتصال فلزات به پلاستیک‌ها بسیار مناسب هستند و دارای زمان عملکردی 4 تا 17 دقیقه می‌باشند. به گفته‌ی شرکت مذکور، این محصول دارای کاربردهای گسترده‌ای شامل حمل و نقل، دریایی، ساختمانی و مونتاژ محصول است و نیازی به آماده‌سازی سطح ندارد (یا نیازمند آماده سازی سطح کمی است). پروژه‌های چسباندن بزرگ شرکت Gruit توسعه دهنده و سازنده‌ی مواد چندسازه، چسب‌های اپوکسی Spabond را ارائه کرده است که جهت ایجاد اتصالات بسیار محکم و با دوام طراحی شده است که اغلب قوی‌تر از خود مواد مورد اتصال است. این چسب در اندازه‌ها و درجه‌بندی‌های گوناگون به منظور پاسخگویی به نیازهای مختلف عرضه شده است. چسب بسیار کارای Spabond340LV برای چسباندن سازه‌های بزرگ مانند تنه‌ی قایق‌ها و پره‌های توربین‌های بادی طراحی شده است. گفته می‌‌شود این چسب دارای قیمت مناسب به نسبت کاراییش و هم چنین خواص مکانیکی و حرارتی خوبی است. به منظور چسباندن سازه‌های بزرگی که هندسه‌ی سطح ناصافی دارند، شرکت Gruit چسب Spabond 345 را پیشنهاد می‌دهد که دارای غلظت بالا و خمیر مانند است و می‌تواند بدون شره کردن به کار رود. چسب اپوکسیSpebond 5-Minute در موارد سریع خشک، کاربردهای عمومی و کارهای تعمیری در طیف گسترده‌ای از کارپایه ها با جنس های مختلف استفاده می‌شود. در مواردی که امکان به کارگیری گیره‌های مرسوم نیست این چسب در ترکیب با محصولات دیگر Spabond به عنوان سامانه "جوش نقطه‌ای" می‌تواند استفاده شود. چسب‌های Spabond در کارتریج‌ها، ظروف و درام‌های دستگاه‌های اختلاط و پراکنش گر‌ قابل استفاده است. چسب‌های ویژه شرکت Dymax سازنده‌ی طیف گسترده‌ای از چسب‌های صنعتی و محصولات قابل پخت توسط امواج فرابنفش از جمله چسبUltra-Red™ Fluorescing 1162-M-UR، جهت چسباندن پلاستیک به فلز در کاربردهای پزشکی است. ترکیب ثبت شده‌ی Ultra-Redاز آن سبب است که این چسب‌ها تحت نور کم شدت "black"، قرمز قهوه‌ای به نظر می‌رسند که به شدت با اغلب پلاستیک‌ها که به طور طبیعی نور آبی پس می‌دهند تمایز دارند. این تضاد رنگی به بازرسی خط چسب کمک می‌کند. کارپایه های قابل چسباندن شامل پلی-کربنات، فولاد ضدزنگ، شیشه، PVC و ABS می‌باشد. شرکت Master Bond تولیدکننده‌ی چسب‌ها، درزگیرها، پوشش‌ها، بتونه‌ها، ترکیبات دربرگیری (encapsulation) و بسپار‌های سیرشده، به تازگی تولید یک نوع چسب دوجزیی اپوکسی را اعلام کرده است که گفته می‌شود این چسب رسانائی گرمائی بسیار استثنایی ایجاد می‌کند. چسب EP21AN، گفته‌ می‌شود یک عایق الکتریکی عالی است که چسبندگی بسیار خوبی روی کارپایه های گوناگون از جمله بسیاری از پلاستیک‌ها، فلزات، سرامیک‌ها و شیشه ایجاد می‌کند. هم چنین به گفته‌ی شرکت مذکور، پیوندها ثبات ابعادی مناسبی از خود نشان می‌دهند و پدیده‌ی جمع شدگی بعد از پخت به طور استثنایی پایین است. چسب جدید اپوکسی EP21AN از شرکت Master Bond که یک عایق الکتریکی عالی است، هدایت گرمایی زیاد و چسبندگی بسیار خوبی در بسیاری از کارپایه‌ها ایجاد می‌کند. شرکت Flexcon، چسب اکریلیک حساس به فشار V-778 را ارائه می‌دهد که گفته می‌شود مناسب پلاستیک‌هایی با انرژی سطحی کم مانند TPO است. این محصول نیاز به آماده‌سازی سطح TPO (به روش آستری زدن یا استفاده از شعله) را حذف می‌کند و در نتیجه در زمان و هزینه صرفه‌جویی می‌شود. به گفته‌ی این شرکت، آزمایش ها نشان می‌دهد که این چسب، چسبندگی و دوامی عالی روی TPOها و آلیاژهای پلی اولفینی و سطوح پوشش داده شده با رنگ پودری از خود نشان می‌دهد. شرکت مذکور نوارچسب‌های انتقالی از جنس اکریلیک و بسیار کارا را نیز ارائه می‌کند. شرکت Evonik Cyro LLC تولید کننده‌ی محصولات اکریلیک ویژه، به تازگی Acrifix™ از انواع عوامل چسباننده‌ی ویژه (SBAs) را تولید کرد که محصولات چسباننده‌ی جدیدی جهت استفاده با گرمانرم‌ها هستند. به گفته‌ی شرکت مذکور این چسب‌ها به طور خاص جهت چسباندن محصولات اکریلیکی Acrylite™ طراحی شده‌اند و شامل انواع زیر است: Acrifix 2R 0190 فعال‌ترین SBA چند کاره، Acrifix 2R 0195 عامل چسباننده‌ی فعال با جلای نهایی و Acrifix 1S 0117 تنها عامل چسباننده در بازار آمریکای شمالی که در متیلن کلرید حل نمی‌شود. SBAها نوعاً جهت چسباندن قطعات در معرض دید از جمله در نمایشگاه‌ها، موزه‌ها، قاب‌های عکس، روشنایی‌ها و آکواریوم‌ها استفاده می‌شوند. آماده‌سازی جهت اتصال بهتر جهت پیوند مناسب چسب، به سطوح تمیز و عاری از چربی، گریس و آلودگی‌های دیگر نیاز است. در صنایع خودرو و پزشکی به منظور بهبود اتصال قطعات به هم به آماده‌سازی سطح جهت زدودن گرد و غبار، روغن و چربی نیاز است. طبق توضیحات سامانه‌‌های آماده‌سازی سطح Enercon، حلال‌های تمیز کننده مثل تولوئن، استن، متیل اتیل کتون و تری کلرواتیلن می‌توانند استفاده شوند ولی آنها پس از تبخیر یک باقی مانده‌ی فیلم از خود به جای می‌گذارند که چسباندن را به تأخیر می‌اندازد. این شرکت محصولاتی را جهت آماده‌سازی سطح پلاستیک‌ها و مواد دیگر ارائه می‌کند تا به وسیله‌ی آنها چسبانندگی چسب‌ها، برچسب‌ها، چاپ و پوشرنگ‌زنی بهبود یابد و در موارد اکستروژن و روکش قطعات قالبی نیز کاربرد دارد. شرکت Enercon محصول جدیدی را تولید کرده است که به منظور حکاکی، تمیز کردن، فعال سازی، سترون کردن و عامل دار کردن انواع سطوح رسانا و نارسانایی که به سختی آماده می‌شوند، طراحی شده است. محصول Dyne-A-Mite™ IT Elite دارای فناوری آماده-سازی سطح پلاسمای پیشرفته‌ی blown-ion و سامانه real-time Plasma Integrity Monitoring جهت انواع فرآیندها است. این سامانه ی پودمانی قابل توسعه با چهار نوع آماده سازی سطح است که منجر به قابلیت اتصال/قطع سریع می‌شود. این محصول یک تخلیه‌ی الکتریکی blown-ion متمرکز شده تولید می‌کند به طوری که سطح ماده با سرعت بالای تخلیه‌ی الکتریکی یون‌ها بمباران می‌شود. گفته می‌شود این روش در آماده سازی و تمیزکاری سطح بسیاری از بسپارهای گرمانرم‌ و گرماسخت، لاستیک ها، شیشه و حتی سطوح رسانا بسیار مؤثر است. محصول Dyne-A-Mite™ IT Elite دارای فناوری آماده سازی سطح پلاسمای پیشرفته‌ی blown-ion جهت بالا بردن چسبندگی چسب‌ها است. یک سامانه real-time Plasma Integrity Monitoring تمام انواع فرآیندها را به دنبال دارد. فهرست راهنمای چسباندن چسب‌های شرکت Plexus کتابچه‌ی منتشر شده توسط شرکت ITW Plexus، راهنمایی جهت چسباندن پلاستیک‌ها، چندسازه‌ها و فلزات است که ده خانواده‌ی چسب معمول که به عنوان چسب‌های ساختاری نامیده می‌شوند را فهرست کرده است: اکریلیک، بی هوازی، سیانواکریلیک، اپوکسی، ذوبی (hot-melt)، متاکریلات‌ها، فنولیک، پلی یورتان، چسب حلالی و نوارچسب‌ها. به گفته‌ی این راهنما هفت مورد زیر معمول‌ترین آنهاست؛ راهنمای مذکور، مشخصات اولیه‌ی این چسب‌ها را به شرح زیر مورد تاکید قرار داده است: • چسب‌های اپوکسی، که نسبت به دیگر چسب‌های مهندسی بیشتر در دسترس هستند، پرکاربردترین چسب ساختاری هستند. پیوندهای اپوکسی استحکام برشی خیلی زیادی دارند و معمولاً صلب هستند. سامانه‌های دوجزیی بسپار/عامل پخت شکاف‌های ریز را به خوبی و بدون جمع شدگی پر می‌کنند. • چسب‌های اکریلیک سطوح کثیف‌تر و کمتر آماده ای که اغلب متصل به فلزات هستند را تحمل می‌کنند. آن‌ها با اپوکسی‌ها در استحکام برشی رقیب هستند و پیوندهایی انعطاف‌پذیر همراه با مقاومت ضربه و مقاومت در برابر ورکنی(peeling) خوبی ارائه می‌دهند. این چسب‌های دوجزیی خیلی سریع پیوند تشکیل می‌دهند. • چسب‌های سیانواکریلات سرعت پخت بسیار زیادی دارند و جهت موارد دقیق بهترین هستند. آن‌ها جزء سیالاتی با گرانروی‌ به نسبت کم بر پایه‌ی تکپارهای اکریلیک و مناسب چسباندن سطوح کوچک هستند. مقاومت ضربه‌ی ضعیفی دارند و در برابر حلال‌ها و رطوبت آسیب‌پذیرند. • چسب‌های بی‌هوازی با فقدان اکسیژن پخت می‌شوند. بر پایه‌ی بسپار‌های پلی-استر اکریلیک هستند و با گرانروی‌هایی از مایعات رقیق تا خمیرهای تیکسوتروپ و گرانرو قابل دسترس اند. • چسب‌های ذوبی (hot-melt) در حدود 80% استحکام پیوندی را در همان ثانیه‌های اول به دست می‌آورند و مواد نفوذپذیر و نفوذناپذیر را می‌توانند بچسبانند. آن‌ها معمولاً نیازی به آماده‌سازی سطحی دقیقی ندارند. این چسب‌ها به رطوبت و بسیاری از حلال‌ها غیرحساسند اما در دماهای زیاد نرم می‌شوند. • چسب‌های متاکریلات تعادلی بین کشش پذیری زیاد، استحکام برشی و استحکام در برابر پوسته شدن به علاوه‌ی مقاومت در برابر ضربه، فشار و تصادف ناگهانی در طیف دمایی گسترده ایجاد می‌کنند. این مواد فعال دوجزیی بدون آماده‌ سازی سطح در پلاستیک‌ها، فلزات و چندسازه‌ها می‌توانند استفاده شوند. آن‌ها در برابر آب و حلال‌ها مقاومت می‌کنند تا یک پیوند نفوذناپذیر ایجاد شود. • چسب‌های پلی یورتان نوعاً دوجزیی هستند و به ویژگی‌های انعطاف پذیری و چقرمگی حتی در دماهای کم معروفند. آن‌ها مقاوت برشی خوب و همچنین مقاومت عالی در برابر آب و رطوبت هوا دارند، اگرچه یورتان‌های پخت نشده در برابر رطوبت و دما حساسند. واژه‌های اختصاصی چسب Adhesive چسباندن Bonding اتصال دادن – پیوند دادن Jointing جوش دادن – جوشکاری Welding چسب بر پایه‌ی سیانو اکریلات Cyanoacrylate-based adhesive مونتاژ فراصوتی Ultrasonic assembly جوشکاری ارتعاشی Vibration welding جوشکاری خطی Linear welding جوشکاری مالشی خطی Linear friction welding جوشکاری چرخشی Spin welding ارتعاش زاویه‌ای Angular vibration جوشکاری دورانی Orbital welding جوشکاری لیزری Laser welding جوشکاری مقاومتی و القایی Resistance and induction welding تولیدکننده‌ی تجهیزات اصلی Orginal Equipment Manufacturer (OEM) عوامل چسباننده‌ی ویژه Specialty Bonding Agents (SBAs) سامانه‌های توزیعِ سنجش-اختلاط Meter-mix dispensing system چسب‌های ساختاری Structural adhesives برگردان: مهندس احسان قنادیان

فناوری نانو که از آن به عنوان انقلاب علمی و فناورانه عصر حاضر یاد می شود موفق به تاثیر گذاری روی بسیاری از علوم مهندسی شده است. پیوند علم مواد شیمی و علوم مهندسی نانو تکنولوژی نامیده می شود. نانو تکنولوژی تولید مولکولی یا به زبان ساده تر ساخت اشیا اتم به اتم مولکول به مولکول (توسط بازو های روباتهای برنامه ریزی شده در مقیاس نانو متریک است) نانو تکنولوژی ساخت ابزارهای نوین مولکولی منحصر به فرد با به کار گیری خواص شیمیایی کاملا شناخته شده اتم ها و مولکول ها) نحوه پیوند آنها با یکدیگر) را ارائه می دهد. مهارت مطرح شده دستکاری اتم ها به طور جداگانه و جای دادن دقیق آنها در مکانی است که برای رسیدن به ساختار دلخواه و ایده ال مورد نیاز است. نانو کامپوزیت ها اغلب سرویس دهی در شرایط بحرانی مانند هوافضا را میسر می کنند. نانوکامپوزیت های زمینه پلیمری تقویت شده با الیاف پلیمری فلزی و سرامیکی با استحکام بالا هستند. الیاف کربن در مواردی به کار میرود که عمدتا مدول الاستیکی بالا مورد نیاز است . عیب الیاف پلیمری این است که همانند تمام زمینه پلیمری استحکام خود را در دما های نسبتن پایین از دست میدهند. از کاربردهای منحصر بفرد کامپوزیت های تقویت شده با الیاف ارامید، زره پوش های نظامی هستند . کامپوزیت های کولار با داشتن وزن سبک و انعطاف پذیری خوب برای پوشاک ضد گلوله به کار می رود. کامپوزیت های زمینه فلزی کامپوزیت های زمینه فلزی تقویت شده با الیاف فلزی یا سرامیکی می توانند مقاومت خوبی در دماهای بالا داشته باشند. الومینیم تقویت شده با الیاف بر پوشش داده شده با سیلیسیم کربید به طور گستردهای برای کاربردهای هوا فضا به کار می رود. الیاف و ویسکر ها سیلیسیم کربید در صنایع هوافضا به کار می رود. الیاف پلیمری در کامپوزیت های زمینه فلزی به دلیل نقطه ذوب پایین کاربرد ندارند.کامپوزیت های زمینه فلزی کاربردهای مهمی در ساخت موتورهای راکت و هواپیما دارند. سوپر الیاژهای تقویت شدهبا الیاف فلزی مانن تنگستن یا الیاف سرامیکی مانند سیلیسیم کاربید استحکام خود را در دماهای بالا نیز حفظ می کند .به طوری که کارایی موتورهای جت را افزایش می دهند. کامپوزیت های زمینه سرامیکی نانو کامپوزیت های زمینه سرامیکی با الیاف سرامیکی تقویت می شوند .کامپوزیت های کربن-کربن با داشتن مقاومت فوق العاده زیاد در دماهای بالا (تا حدود 3000 درجه سانتیگراد) در ساخت قطعاتی در صنایع هوا فضا استفاده میشود. قطعات کامپوزیتی کربن ـ کربن را بعد از تولید برای جلوگیری از اکسیداسیون پوششی از از سیلیسیم کاربید می دهند. کامپوزیت های کربن-کربندارای استحکام و مدول الاستیکی بالایی هستند به طوری که از این کامپوزیت هادر ساخت قطعاتی از هواپیما جت استفاده میشوند. استفاده از مواد کامپوزیتی تقویت شده با نانو لوله ها در ساخت پوسته ها و سطوح کنترلی هواپیما میتواند سبب کاهش وزن شود. کاهش وزن به معنای سرعت و برد بیشتر قدرت مانور بیشتر مصرف سوخت کمتر و کاهش هزینه است. کاربرد منسوجات مقاوم منسوجات مقاوم در برابر مواد شیمیایی محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی، پیشرفت‌های چشمگیری در توسعه روش‌های مبتنی بر فناوری نانو برای لایه‌های منسوجات هوشمند داشته‌اند، که نه تنها خواص و کارآیی‌های اولیه و ایمنی نظامی بدون از دست رفتن سهولت استفاده را دارا می‌باشند، بلکه می تواند طیف وسیعی از کاربردهای دیگر را نیز داشته باشند. دکتر "هاینستروزا" استادیار دانشکده مهندسی نساجی، شیمی و علوم این دانشگاه، در زمینه توسعه منسوجات مقاوم شیمیایی با اتصال نانولایه‌ها به الیاف طبیعی، پیش قدم بوده است. وی در این باره می گوید: این لایه‌ها که فقط 20 نانومتر، ضخامت دارند و از پلیمرهای گوناگونی ساخته شده‌اند، قادرند اشیائی را که از لایه‌ها می‌گذرند کنترل کنند. این فرآیند، انتقال انتخابی نامیده می‌شود. وی افزود:‌"این لایه‌ها برای اهداف شیمیایی مختلفی ساخته‌ شده‌اند. ما می‌توانیم به طور خاص مواد شیمیایی جنگی نظیر گاز اعصاب یا خردل یا مواد شیمیایی صنعتی را در این لایه‌ها مسدود یا گرفتار کنیم در حالیکه هنوز هم هوا و رطوبت می‌توانند از این پارچه عبور کنند و تنفس را امکان‌پذیر نمایند." مواد شیمیایی زمانی‌که با پلیمرهای الیاف پیوند می‌خورند (می‌چسبند)، مسدود و گرفتار خواهند شد و این مواد پلیمری در حقیقت از مواد جاذب افزودنی‌های شیمیایی ساخته شده‌اند. این پارچه را می‌توان در پوشاک و البسه‌ای که سطح محافظت بالایی دارند، به کار برد. می‌توان صدها نانولایه را به یک لیف بدون تأثیرگذاری بر کاربرد آسانش متصل کرد. این ایده در صنایع نیمه هادی نیز آزمایش شده است، اما تاکنون به ساخته‌های انعطاف پذیر متصل نشده‌‌اند. نانو لایه‌ها بوسیله نیروی الکترواستاتیکی، شبیه آنچه که آهن‌ربا بسته به میزان شارژ الکترومغناطیسی جذب می‌کند، به الیاف طبیعی می‌چسبند. موارد گوناگونی جهت کاربرد این فناوری در تولید منسوجات هوشمند وجود دارد: مانند دستکش‌هایی با پوششی از داروهای ورم مفاصل، یونیفرم‌های نظامی پوشیده شده با لایه‌های ضد باکتری جهت ممانعت از سرایت بیماریهای ناشی از جراحت، صفحات ضد باکتری برای تخت‌خوابهای موجود در زیر دریایی‌ها جهت ممانعت از گسترش بیماری و لباس‌های محافظ مناسب در مقابل چندین ماده شیمیایی و میکروبی جنگی. دیگر کاربردهای این فناوری شامل پارچه‌های پوشیده شده با پلی الکترولیت‌های ضد خارش و نیز دستمال‌های پوشیده شده با داروهای ضد حساسیت می‌باشد. (مقاله ترجمه شده است) منبع: انجمن های مهندسی مواد

محققان در دانشگاه نورث‌وسترن و دانشگاه پرينستون، نوعي نانوکامپوزيت جديد توليد کرده‌اند که به‌‌دليل خواص مکانيکي و گرمايي استثنايي‌اش مي‌تواند در کاربردهاي متنوعي از صنعت هواپيمايي گرفته تا پيل‌هاي خورشيدي استفاده شود. اين نانوکامپوزيت پليمري که حاوي صفحات گرافن عامل‌دار و ورقه‌ورقه‌شده‌ است، رساناي الکتريسيته هم هست، اين محققان اميدوارند که از اين خاصيت به‌تدريج در ساخت پليمرهاي رساناي شفاف از نظر نوري و پايدار از نظر گرمايي، استفاده کنند. در اين کار گروهي، محققان دانشگاه نورث‌وسترن روي نانوکامپوزيت‌هاي پليمري کار کرده‌اند و محققان دانشگاه پرينستون نيز روشي را براي ورقه‌ورقه ‌کردن و يا جدا کردن صفحات گرافيت به‌صورت لايه‌هاي منفرد خيلي نازک(صفحات گرافن عامل‌دارشده) توسعه داده‌اند. استفادة قبلي گرافيت در پليمرها ـ به‌دليل اينکه محققان هرگز نتوانستند گرافيت ورقه‌ورقه‌شده را ‌به دست آورند ـ چندان باعث بهبود خواص آنها نشده بود. اين امر بدين معني بود که آن گرافيت، صلب با يک مساحت سطح ‌کم بود و فقط مي‌توانست خواص پليمر را اندکي بهبود دهد. اما هنگامي که اين محققان حتي مقدار کمي از اين صفحات گرافن ورقه‌ورقه‌شدة جديد(مقدار فقط 05/0 درصد از اين ماده) را داخل پليمر قرار دادند، متوجه ‌شدند که اين گرافن دماي پايداري گرمايي اين پليمر را تا 30 درجه تغيير داد، همچنين افزودن صفحات گرافن ورقه‌ورقه‌شده، حتي معادل 01/0 درصد از اين ماده، سختي پليمر را تا 33 درصد افزايش داد. اين نانوکامپوزيت پليمري جديد مبتني بر گرافن، خواص مکانيکي و گرمايي پليمر را همانند نانولوله‌هاي کربني عامل‌دارشده و حتي بهتر از آنها بهبود مي‌دهد و علاوه ‌بر آن استفاده از آن آسان‌تر و ارزان‌تر است. کيت برينسون، يکي از اين محققان، مي‌گويد:« اين براي اولين بار است که محققان توانسته‌اند بهبود شديد خواص اين چنيني را با مقادير واقعاً کمي از مواد مبتني بر گرافيت شرح دهند. اين صفحات گرافني اين توانايي را نيز دارند که به همان خوبي تغيير دماي پايداري گرمايي، مانع نفوذ رطوبت و گاز به داخل پليمر شوند و خواص مکانيکي را بهبود دهند؛ به طوري که اين پليمر را بادوام کرده و آن را تبديل به کانديداي مناسبي براي استفاده در کاربردهاي متنوع از صنعت هواپيما و تجهيزات ورزشي گرفته تا پيل‌هاي خورشيدي، مي‌کند. من فکر مي‌کنم اين ماده توان بالقوة بسيار زيادي دارد. با توجه به قابل دسترس بودن گرافيت و اين خواصي که ما شرح داده‌ايم، اين مادة جديد مي‌تواند که تحول بزرگي در کاربرد نانوکامپوزيت‌هاي مبتني بر کربن ايجاد کند.» کار‌ بعدي اين محققان مطالعة خاصيت الکترورسانايي اين پليمر است. آنها همچنين به دنبال بهبود کيفيت و بهينه کردن نتايج با هدف ايجاد پليمرهاي رساناي شفاف از نظر نوري هستند که از نظر ترمومکانيکي نيز پايدار مي‌باشند. [Hidden Content]

[h=2]مقدمه[/h] در حال حاضر كاربرد نانولوله ها در تقويت پليمر ها باعث بهبود خواص گرمايي و الكتريكي مي شود.اگر چه شاخت كامپوزيت هاي لاستيكي همراه با نانولوله هاي كربني تك ديداره هنوز با موانع فني تعددي روبرروست كه بايد حل شود در ميان آنها يكي از اصلي ترين مسائل مورد توجه پراكندگي نانولوله هاي كربني است. امواج صوتي يك از روش هاي پراكندگي موثر است.اگر چه امواج صوتي براي مدت طولاني و با قدرت زياد داراي آثار تخريبي است يكي از روش هاي پراكندگي موثر است. با وجود اين مي توان از يك سطح بهينه از امواج صوتي[1] استفاده كرد. يكي از موانع ديگر گران بودن نانولوله هاي كربني تك ديواره است ككه البته ممكن است بهسازي خصيصه مكانيكي تركيب ارزش اين هزينه كردن را نداشته باشد . نانولوله هاي كربني تك ديواره ارزش استفاده در برخي كاربرد ها نظير حسگر كششي رامان، مواد انباره هيدروژن و تركيبات خازني سطح بالا را دارند. طيف بيني رامان براي اثبات وجود نانولوله هاي كربني ، تعيين قطر نانو لوله ها ، توزيع قطري بسته هاي نانولوله مورد استفاده قرار مي گيرند. نانولوله هاي كربني تك ديواره طيف رامان متمايزي دارند. در اين آزمايش بي نظمي پيك D* رامان تهييج شده مربوط به نانولوله هاي كربني كه در محدوده 2500-2700 Cm-1 قرار دارد، مورد بررسي قرار مي گيرد. از نانو لوله هاي كربني تك ديواره مي توان به عنوان حسگر فشار استفاده نمود. پيك D* براي تشخيص كشش و انتقال در پليمرها مورد استفاده قرار مي گيرد و به وسيله طيف بيني رامان تعيين كميت مي شود. اين نوع از كاربرد ها تنها به ميزان كمي از نانولوله هاي كربني كمتر از 0.5 درصد وزني نياز دارد و حساسيت اندازه گيري مي تواند در مقياس بزرگ ماكرو و ميزان مولكولي باشد. نانولوله هاي كربني همچنين مي تواند در الاستومتر ها براي سنجش فشارهاي بينابيني مورد استفاده قرار گيرد. ويژگي هاي يك الاستومتر ويژه با ماهيت اتصالات عرضي در شبكه مشخص مي شود. در حالي كه هنوز گوگرد به مراتب موثر ترين عامل ولكانش است افزودن ميزان كمي از تسريع كننده ها نه فقط فرآيند ها را تسريع مي كند، بلكه كميت و نوع اتصالات عرضي شكل گرفته در ولكانش را نيز تعيين مي كند. مطالعات مختلف در مورد اثر ساختارهاي اتصالات عرضي در ولكانش لاستيك با استفاده از گوگرد براي چندين مورد بررسي قرار گرفته است. دانسيته تراكم اتصالات عرضي عامل مهمي است كه بر ويژگي فيزيكي شبكه الاستومري ولكانيزه شده تا ثير مي گذارد. دانسيته تراكم يك شبكه اساسا به تعداد زنجيره ها، وزن مولكولي و نسبت گوگرد به شتاب دهنده بستگي دارد. چندين روش براي ارزيابي تراكم اتصالات عرضي وجود دارد. متورم كردن به وسيله يك حلال ارگانيك يكي از متداول ترين روش ها براي توصيف شبكه هاي الاستومر است. اندازه گيري هاي تنش – كرنش يكي از روش هاي غير مستقيم براي اندازه گيري ميزان تراكم اتصالات عرضي اس. هدف اصلي اين روش ساخت كامپوزيت (SWNT/NR) و مقايسه ويژگي هاي مكانيكي كامپوزيت و لاستيك طبيعي خالص است. بعد از آن امكان استفاده از نانوحسگرهاي رامان براي توصيف شرايط ايجاد لاستيك طبيعي با استفاده از ميزان هاي مختلفي از گوگرد بررسي مي شود. داده هاي تنش – كرنش تك محوري براي تحليل تراكم اتصالات عرضي الاستومر هاي ولكانيزه شده استفاده مي شود و سپس از آن با نتيجه تحليل رامان مقايسه مي شود. [h=2][/h] [h=2]روش تجربي[/h] تركيبات لاستيك طبيعي و كامپوزيت در دماي اتاق و در حلال تولوئن تهيه مي شود. مخلوط لاستيك طبيعي و تولوئن ابتدا تخت تاثير امواج صوتي قرار مي گيرد تا لاستيك طبيعي كاملا حل شود . نانولوله هاي كربني تك ديواره در تولوئن را امواج صوتي پخش مي كنند. محلول نانولوله هاي كربني / تولوئن به همراه اكسيد روي و استثاريك اسيد و سيكلوهگزيل بنزو تيازول سولفوناميد (CBS) به محلول لاستيك طبيعي – تولوئن اضافه مي شود و تحت تاثير امواج صوتي قرار مي گيرد تا به صورت محلول همگن در آيد، سپس محلول حاصل به 15 قسمت مساوي تقسيم مي مشود و مقادير مختلف گوگرد از صفر تا 60 ميلي گرم به اين قسمت ها اضافه مي شود. تمام مخلوط ها به خوبي تكان داده مي شود تا زماني كه گوگرد به خوبي در محلول پراكنده شود، پس از آن براي مدت يك شبانه روز در زير هود باقي مي ماند. بعد از تبخير كامل تولوئن نمونه هاي كامپوزيت در زير پرس گرم در دماي 160 درجه سانتي گراد براي مدت زمان 15 دقيقه تحت فشار 500 كيلو پاسكال قرار گرفته و فيلم نازكي از كامپوزيت با ضخامت حدود 0.3 ميلي متر به دست مي آيد. نمومه هاي لاستيك طبيعي نيز طبق روش بالا به طور دقيق و بدون افزودن نانولوله هاي كربني آماده مي شود. تمام نمونه ها به صورت نوار هاي باريكي با عرض 4 ميلي متر وطول 15 ميلي متر و ضخامت 0.3 ميلي متر براي تست كشش برش داده مي شود. خصوصيات مكانيكي نمونه هاي لاستيك طبيعي و نانولوله هاي كربني تك ديواره در دماي اتاق را دستگاه مكانيكي ديناميك آناليزي در خالت استاتيك و با سرعت تخريب 6 ميلي متر بر دقيقه اندازه گيري مي كند و در پايان سه نمونه براي هر مورد آماده و مورد آزمايش قرار مي گيرد. منحني تنش – كرنش و مدول كشساني مطابق با نسبت 50 درصد افزايش طول به حالت اوليه براي نمونه ها مورد محاسبه قرار مي گيرد. در اين آزمايش نور ليزر 785 نانومتر به عنوان نقطه نوراني بر سطح نمونه به ضخامت 2 ميكرومتر تابيده مي شود. [h=2]نتايج و بررسي[/h] با وجود اين كه 25 درصد وزني از شبكه لاستيك طبيعي در اين آزمايش را نانولوله هاي كربني تك ديواره تشكيل مي دهند، ضخامت كم نانولوله هاي كربني تك ديواره در سيستم باعث افزايش تعداد نانولوله ها در سيستم مي شود. تمام نمونه هاي كامپوزيت نسبت به نمونه هاي لاستيك طبيعي رنگ تيره تري دارند. در ابتداي مطالعه حضور نانولوله هاي كربني تك ديواره باعث تغيير در خصوصيات مكانيكي لاستيك طبيعي مي شود. با وجود جهت يابي تصادفي نانولوله هاي كربني تك ديواره در فيلم به دست آمده ، جهت يابي نمونه نوار ها در اندازه گيري هاي مكانيكي هيچ گونه تفاوتي در نتايج به دست نمي دهند.

در كاربردهاي مهندسي، اغلب به تلفيق خواص مواد نياز است. به عنوان مثال در صنايع هوافضا، كاربردهاي زير آبي، حمل و نقل و امثال آنها، امكان استفاده از يك نوع ماده كه همه خواص مورد نظر را فراهم نمايد، وجود ندارد. به عنوان مثال در صنايع هوافضا به موادي نياز است كه ضمن داشتن استحكام بالا، سبك باشند، مقاومت سايشي و uv خوبي داشته باشند و .... از آنجا كه نمي توان ماده‌اي يافت كه همه خواص مورد نظر را دارا باشد، بايد به دنبال چاره‌اي ديگر بود. كليد اين مشكل، استفاده از كامپوزيتهاست. كامپوزيتها موادي چند جزئي هستند كه خواص آنها در مجموع از هركدام از اجزاء بهتر است.ضمن آنكه اجزاي مختلف، كارايي يكديگر را بهبود مي‌بخشند. اگرچه كامپوزيتهاي طبيعي، فلزي و سراميكي نيز در اين بحث مي‌گنجند، ولي در اينجا ما تنها به كامپوزيتهاي پليمري مي‌پردازيم در كامپوزيتهاي پليمري حداقل دو جزء مشاهده مي‌شود: 1. فاز تقويت كننده كه درون ماتريس پخش شده است. 2. فاز ماتريس كه فاز ديگر را در بر مي‌گيرد و يك پليمر گرماسخت يا گرمانرم مي‌باشد كه گاهي قبل از سخت شدن آنرا رزين مي‌نامند. خواص كامپوزيتها به عوامل مختلفي از قبيل نوع مواد تشكيل دهنده و تركيب درصد آنها، شكل و آرايش تقويت كننده و اتصال دو جزء به يكديگر بستگي دارد.از نظر فني، كامپوزيتهاي ليفي، مهمترين نوع كامپوزيتها مي باشند كه خود به دو دستة الياف كوتاه و بلند تقسيم مي‌شوند. الياف مي‌بايست استحكام كششي بسيار بالايي داشته، خواص ليف آن (در قطر كم) از خواص توده ماده بالاتر باشد. در واقع قسمت اعظم نيرو توسط الياف تحمل مي‌شود و ماتريس پليمري در واقع ضمن حفاظت الياف از صدمات فيزيكي و شيميايي، كار انتقال نيرو به الياف را انجام مي‌دهد. ضمناَ ماتريس الياف را به مانند يك چسب كنار هم نگه مي‌دارد و البته گسترش ترك را محدود مي‌كند. مدول ماتريس پليمري بايد از الياف پايينتر باشد و اتصال قوي بين الياف و ماتريس بوجود بياورد. خواص كامپوزيت بستگي زيادي به خواص الياف و پليمر و نيز جهت و طول الياف و كيفيت اتصال رزين و الياف دارد. اگر الياف از يك حدي كه طول بحراني ناميده مي‌شود، كوتاهتر باشند، نمي‌توانند حداكثر نقش تقويت كنندگي خود را ايفا نمايند. اليافي كه در صنعت كامپوزيت استفاده مي‌شوند به دو دسته تقسيم مي‌شوند: الف)الياف مصنوعي ب)الياف طبيعي. كارايي كامپوزيتهاي پليمري مهندسي توسط خواص اجزاء آنها تعيين ميشود. اغلب آنها داراي الياف با مدول بالا هستند كه در ماتريسهاي پليمري قرار داده شدهاند و فصل مشترك خوبي نيز بين اين دو جزء وجود دارد.ماتريس پليمري دومين جزء عمده كامپوزيتهاي پليمري است. اين بخش عملكردهاي بسيار مهمي در كامپوزيت دارد. اول اينكه به عنوان يك بايندر يا چسب الياف تقويت كننده را نگه ميدارد. دوم، ماتريس تحت بار اعمالي تغيير شكل ميدهد و تنش را به الياف محكم و سفت منتقل ميكند. سوم، رفتار پلاستيك ماتريس پليمري، انرژي را جذب كرده، موجب كاهش تمركز تنش ميشود كه در نتيجه، رفتار چقرمگي در شكست را بهبود ميبخشد.تقويت كنندهها معمولا شكننده هستند و رفتار پلاستيك ماتريس ميتواند موجب تغيير مسير تركهاي موازي با الياف شود و موجب جلوگيري از شكست الياف واقع در يك صفحه شود.بحث در مورد مصاديق ماتريسهاي پليمري مورد استفاده دركامپوزيتها به معناي بحث در مورد تمام پلاستيكهاي تجاري موجود ميباشد. در تئوري تمام گرماسختها و گرمانرمها ميتوانند به عنوان ماتريس پليمري استفاده شوند. در عمل، گروههاي مشخصي از پليمرها به لحاظ فني و اقتصادي داراي اهميت هستند.در ميان پليمرهاي گرماسخت پلياستر غير اشباع، وينيل استر، فنل فرمآلدهيد(فنوليك) اپوكسي و رزينهاي پلي ايميد بيشترين كاربرد را دارند. در مورد گرمانرمها، اگرچه گرمانرمهاي متعددي استفاده ميشوند، peek ، پلي پروپيلن و نايلون بيشترين زمينه و اهميت را دارا هستند. همچنين به دليل اهميت زيست محيطي، دراين بخش به رزينهاي داراي منشا طبيعي و تجديدپذير نيز، پرداخته شده است. از الياف متداول در كامپوزيتها مي‌توان به شيشه، كربن و آراميد اشاره نمود. در ميان رزينها نيز، پلي استر، وينيل استر، اپوكسي و فنوليك از اهميت بيشتري برخوردار هستند.

[Hidden Content]

خبرنامه انجمن کامپوزیت ایران به نقل از ستاد نانو می نویسد، محققان دانشکده‌ي مهندسي مکانيک پرديس دانشکده‌هاي فني دانشگاه تهران، نانوکامپوزيتي با پايه‌ي مس را به روشي جديد سنتز کردند. مهندس پرويز اسدي، دانشجوي دکتري رشته‌ي مکانيک ساخت و توليد، در گفتگو با بخش خبري سايت ستاد ويژه‌ي توسعه‌ي فناوري نانو گفت: «در اين پژوهش با استفاده از فراوري اغتشاشي اصطکاکي، پودر کاربيد سيليکون در ابعاد ميکرو و نانو به مس اضافه شد تا سختي و مقاومت به سايش سطحي آن تقويت شود. همچنين اثر اندازه پودر تقويت‌کننده و درصد حجمي پودر اضافه شده بر اندازه‌ي دانه، سختي، خواص کششي و سايشي مس مورد بررسي قرار گرفت». وي افزود: «وجود نرمي بيش از حد، سختي و مقاومت به سايش پايين مس خالص، کاربردهاي سازه‌اي آن را محدود کرده‌است. با توجه به نياز شديد صنايع به موادي با استحکام بالا، مقاومت به سايش بالا و رسانايي بالا، توليد نانوکامپوزيت‌هاي پايه مس مورد توجه فراواني قرار گرفته‌است». مهندس اسدي در مورد روش به کار گرفته در اين پژوهش گفت: «تهيه‌ي اين نانوکامپوزيت به روش سنتي و نيز با روش‌هايي نظير سينترينگ، ريخته‌گري کوبشي و غيره نيز امکان‌پذير است ولي روش ما يک رويکرد سطحي/حجمي در تهيه‌ي کامپوزيت‌هاي زمينه فلزي است که مي‌تواند در بخش‌هاي خاصي از قطعه يا در کل سطح آن مورد استفاده قرار گيرد». در اين روش جديد که اساس کار آن جوشکاري اغتشاشي اصطکاکي است، سطح ورق آلياژي شيار زده شده و در داخل شيار، پودر تقويت‌کننده قرار مي‌گيرد. با داخل شدن ابزار دوراني شامل پين و شانه و تماس بين شانه و قطعه‌ي ‌کار، گرماي لازم براي خميري شدن آلياژ توليد مي‌شود.‌ سپس ابزار با حرکت پيشروي (به همراه دوران) در ناحيه‌ي تحت فرايند، اغتشاش ايجاد کرده و پودر تقويتي را در زمينه‌ي فلز توزيع مي‌کند. بدين ترتيب نانوکامپوزيت سطحي ايجاد مي‌شود که داراي خواص و قابليت‌هاي مورد نظر است. پژوهشگر طرح در مورد نتايج اين روش، چنين اظهار کرد: «با اين روش مي‌توان با تغيير پارامترهايي نظير تعداد پاس فرايند، هندسه‌ي ابزار و همچنين جنس، مقدار و اندازه‌ي پودر تقويتي، کامپوزيت‌هايي با خواص مختلف توليد کرد. با اين روش بسته به جنس ماده، پايه‌ي سختي و استحکام مي‌تواند تا سه برابر و مقاومت به سايش تا ده برابر افزايش يابد. همچنين بسته به کاربرد ماده، مي‌توان خواصي نظير نيمه‌هادي بودن يا ساير خواص فيزيکي را هم به ماده‌ي مورد نظر داد». وي مزاياي توليد نانوکامپوزيت‌ها با اين روش را اين‌گونه عنوان کرد: «از مزاياي اين روش آن است که در قسمت‌هاي خاص و مورد نياز از قطعه، مي‌توان نانوکامپوزيت سطحي براي تأمين خواص مورد نياز آن کاربرد ويژه، ايجاد کرد و لازم نيست کل قطعه از يک جنس باشد. همچنين از مزاياي ديگر اين روش، مي‌توان به استفاده از انرژي و زمان کم براي توليد نانوکامپوزيت، حذف تخصص و مهارت اپراتور، سهولت انجام فرايند، تجهيزات ساده، کم‌هزينه و سازگار با محيط زيست اشاره کرد». اين نانوکامپوزيت به‌طور گسترده در صنعت هوافضا و صنعت الکترونيک کاربرد دارد. مهندس اسدي در پايان گفتگو ابراز داشت: «با توجه به اينکه کارهاي مشابه ولي در انواع ديگر، در کشورهاي اروپايي و آمريکا در حال تجاري شدن است، صنعتي کردن اين کار هم در کوتاه مدت امکان‌پذير است». جزئيات اين پژوهش -که با همکاري دکتر محمدکاظم بشارتي گيوي-دانشيار دانشگاه تهران و مهندس محسن برموز-دانشجوي کارشناسي ارشد دانشگاه تهران انجام شده‌است- در مجله‌يMaterials Science and Engineering A (جلد 528، صفحات 1749-1740، سال 2011) منتشر شده‌است. بسپار