به گزارش ایسنا و به نقل از فیز، پژوهشگران آمریکایی صفحات شبکه ای نانو( ساختارهای کربنی به اندازه نانومتر) طراحی کرده اند که از نظر مقاومت به چگالی از الماس قوی تر هستند.
دانشمندان در مطالعه اخیرشان که در مجله" Nature Communications" منتشر شد، از موفقیت ساختن این ماده خبر داده اند. طی این مطالعه محققان این ماده را از صفحات سلولی بسته به جای خرپای استوانه ای متداول استفاده کرده اند.
خرپا سازه ای صلب از واحدهای مثلثی شکل است که از اتصال اجزای باریک و بلند ساخته شده است. اعضای خرپا توانایی تحمل نیروهای کششی و فشاری را دارند.
" جنز بار"( Jens Bauer)، مهندس مکانیک و هوافضا و یکی از محققان این مطالعه، ذکر کرد:طرح های پیشین مبتنی بر پرتو، اگرچه مورد توجه زیادی قرار داشتند؛ اما از نظر خواص مکانیکی چندان کارآمد نبودند. این نوع جدید از صفحه نانو شبکه ای که ما ایجاد کرده ایم، به طرز چشمگیری قوی تر و مستحکم تر از بهترین نانو شبکه های پرتویی است.
بر مبنای یافته های این مطالعه، عملکرد متوسط معماری های استوانه ای مبتنی بر پرتو تا ۶۳۹ درصد قدرت و ۵۲۲ درصد در استحکام بهبود یافته است.
" کامرون کروک"( Cameron Crook)، نویسنده اصلی این مطالعه گفت:دانشمندان پیش بینی کرده بودند که نانولوله های چیده شده در یک طرح مبتنی بر صفحه بسیار غیرقابل باور باشند.
دستاورد این تیم مبتنی بر فرآیند پیچیده چاپ لیزری ۳ بعدی موسوم به لیتوگرافی دو فوتونی به شیوه مستقیم نوشتن لیزر است. با افزودن یک رزین حساس به نور فرابنفش به چند لایه، این ماده در نقاطی که دو فوتون با هم ملاقات می کنند، به یک پلیمر جامد تبدیل می شود. این تکنیک قادر است سلول های تکراری را که به صورت صفحه به صورت نازک ۱۶۰ نانومتر تبدیل می شوند ، ارائه دهد.
یکی از نوآوری های این گروه ایجاد سوراخ های ریز در صفحات بود که میتوان برای نابود کردن رزین اضافی از مواد نهایی استفاده کرد. بعنوان آخرین مرحله، شبکه ها از طریق آذرکافت عبور می کنند و در خلأ به مدت یک ساعت تا ۹۰۰ درجه سانتی گراد گرم می شوند.
تَف کافت یا آذرکافت یا پیرولیز( Pyrolysis) فرایندی ترموشیمیایی است که طی آن مواد آلی در اثر گرما تجزیه می شوند. این فرآیند مشتمل بر تغییر هم زمان ترکیب شیمیایی و فاز فیزیکی بوده و فرایندی برگشت ناپذیر است. به گفته" بار"، نتیجه نهایی یک شبکه مکعب شکل از کربن شیشه ای است که دارای بالاترین استحکامی است که دانشمندان تاکنون در چنین ماده متخلخل دیده اند.
این ساختارهای نانوشبکه ای برای مهندسین سازه به خصوص مهندسان هوا فضا بسیار مهم هستند؛ چون به آن ها در ساخت هواپیما و فضاپیماها با عملکرد بهتر کمک می کنند.
- 11
- 3
