كاربرد نانولوله‌ها در ساخت مواد عادی ضربه‌گیر

[azarafrooz 14,221]

بررسی‌های جدید نشان داده است كه افزودن نانولوله‌ها به مواد عادی خصوصاً در دماهای بالا به طور حیرت‌آوری توانایی این مواد در كاهش ارتعاش و جذب آن را افزایش می‌دهد.

به گزارش سرویس «فن‌آوری» ایسنا، این یافته‌ها زمینه را برای پیدایش دسته جدیدی از مواد با كاربردهای متنوع فراهم می‌كند.

كاربردهایی از جمله قسمت‌های مختلف فضاپیماها با كارایی بالا، موتور خودروها تا چوب‌های گلف و بلندگوهای بدون همهمه و وزوز.

نانوكامپوزیت‌ها معایب وزنی و حجمی مواد پلیمری ضربه‌گیر مرسوم را ندارند اما یافته‌های جدید به مزیت مهم دیگر آنها اشاره دارد.

به گفته Nikhil Koratkar استادیار گروه‌های مهندسی مكانیك، هوا فضا و هسته‌یی‌ در مؤسسه Rensselaerو سرپرست این طرح تحقیقاتی، كارایی پلیمرهای ضربه‌گیر موجود در دماهای بالا كاهش می‌یابد و ضعیف عمل می‌كنند.

وی می‌گوید: اما مواد جدیدی كه ما به آن دست یافته‌ایم، حتی در دماهای بالا نیز خاصیت ضربه‌گیری خوبی دارند و به این ترتیب می‌توان در كاربردهای گسترده‌ای چون هواپیماها، فضاپیماها، ماهواره‌ها، خودروها و حتی حسگرهای نصب شده در سیستم‌های موشكی از آنها استفاده نمود.

با وجودی كه بیشتر تحقیقات صورت گرفته در این بخش به افزایش توان و استحكام نانومواد مربوط می‌شود اما Koratkar و همكارانش به خاصیت مهم دیگری از این مواد یعنی ضربه‌گیری یا همان قابلیت جذب انرژی پرداخته‌اند.

آنها دریافته‌اند كه با قرار دادن نانولوله‌ها در مواد معمولی موجود، كامپوزیت جدید با قابلیت ضربه گیری بسیار زیاد به دست می‌آید همچنین آنها برای اولین بار نشان داده‌اند كه خاصیت ضربه‌گیری آنها با بالا رفتن دما افزایش می‌یابد.

نانولوله‌های كربنی از كربن‌های شبه گرافیتی به وجود می‌آیند كه در آنها اتم‌ها به صورت لوله‌هایی با ساختاری شبیه توری‌های سیمی كنار هم قرار می‌گیرند. این تركیب‌ها از ابتدای كشف آنها در سال 1991 همواره مورد توجه محققان بوده‌اند و موادی قدرتمند با تركیب‌های تأثیر‌گذار اما با وزن كم از آنها ساخته شده اما طی این سالها تنها تعداد معدودی از این مواد كاربرد تجاری یافته‌اند.

ماده جدیدی كه Koratkar و همكارانش به آن دست یافته‌اند برای هر كاربردی در فضا بسیار مناسب است زیرا در آنجا دما متغیر بوده و در روز بسیار داغ و در شب بسیار سرد می‌باشد. این محققان همچنین امیدوارند تا بتوان از این ماده در دیافراگم بلندگوها استفاده كرد و به این ترتیب با كاهش صداهای زمینه‌ای (Buzz) كه در صداهای بم بالا وجود دارد، كیفیت صدا را بهبود بخشید.

همچنین كشف جدید نوید بخش بهبود قابل توجه بازار كالاهای ورزشی به ویژه چوب‌های گلف و راكت تنیس است. زیرا آنچه تولیدكنندگان می‌خواهند، سفتی و سبكی این وسایل است به طوری كه درد حاصل از یك ضربه را به همراه نداشته باشد.

گفتنی است كه در این تحقیق، Rensselaer و یكی از متخصصان شناخته شده در امر تولید مواد نانولوله‌ای و دو محقق دیگر به نام‌های Jonghwan Suhr محققی كه در سطح فوق دكتری در زمینه مكانیك، هوافضا و مهندسی هسته‌ای فعالیت دارد و Wei Zhang از فارغ‌التحصیلان مهندسی هوا نوردی، Koratkar را همراهی می‌كردند به گزارش ایسنا از ستاد ویژه توسعه فن‌آوری نانو، Koratkar در سال 2004 موفق به دریافت جایزه توسعه بنیاد ملی علوم شد تا از آن جهت سرمایه‌گذاری در توسعه این مواد جدید استفاده كند.

حمایت‌های مالی دیگر این پروژه را هم دایره تحقیقات ارتش آمریكا بر عهده داشت.