کوی دانش - kooy

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند
23 شهریور
12:30 1395
دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

این مطالعه که در Royal Society Open Science منتشر شده است، اولین مطالعه در نوع خود است که نشان می دهد مواد خودترمیم می توانند در دمای بسیار پایینِ 60- درجه سانتیگراد عملکرد خوبی داشته باشند. برطبق اعلام تیم تحقیقاتی که مسئولیت آنرا دانشگاه بیرمنگام و مؤسسه فناوری هاربین (چین) برعهده دارند، این مواد (فیبرهای تقویت شده) می توانند در شرایطی که تعمیر یا تعویض قطعات بسیار سخت است مانند توربینهای بادی ساحلی ویا شرایطی که تعمیر و تعویض قطعات غیرممکن است مانند ساخته های صنایع هوایی و ماهواره ها (در حین پرواز) کاربرد داشته باشند.

کامپوزیت های خود ترمیم در زمانی که نیاز به تعمیر پیدا می کنند، قادرند شرایط فیزیکی خود را بصورت خودکار بازیابی کنند. این خود ترمیمی در شرایط مطلوب، بسیار مؤثر و کامل هم هست. تحقیقات پیشین که در همین رابطه انجام شد و منجر به بهبود کارایی خودترمیمی شده بود عنوان می کنند که عملکرد یا کاراییِ مواد خودترمیم می تواند بصورتی باشد که پس از اتمام فرآیند ترمیم، حتی از مدل اولیه هم بهتر باشد.

به هرحال، بر طبق نظر محققان، اساسِ تحقیق بر مبنای «خودترمیمی در شرایط کاملاً نامساعد» مانند دمای بسیار پایین قرار داشت. این هدفگذاری با در نظر گرفتنِ رفتار طبیعت بر اساسِ این سؤال شکل گرفت که چطور برخی حیوانات دمای بدنشان را ثابت نگه می دارند و به  این طریق آنزیمهای درون بدنشان همچنان فعال می مانند؟ و در نهایت منجر به تولید کامپوزیتی شد که دمای داخلی خود را حفظ می کند.

 برای اینکار در داخل این مواد، شبکه ای «رگ مانند» با هدف انتشار و رساندن «بسته های خودترمیم» و یک عنصر رسانای متخلخل برای تامین حرارت داخلی و آب کردن یخها (در صورت نیاز) قرار داده شدند.

یانگ جینگ وانگ، دانشجوی PhD در دانشگاه بیرمنگام گفت: «هر دوی این اِلمانها ضروری هستند. بدون فاکتور گرمازا، آب در دمای 60- درجه سانتیگراد یخ می زند و واکنش شیمیایی صورت نمی پذیرد. همچنین بدون شبکه رگهای داخلی، مایعِ خودترمیم نمی تواند بصورت خودکار به محل شکستگی یا خراش برسد.»

خودترمیمیِ مؤثرِ بالای 100% آنهم در دمای 60- درجه سانتیگراد در یک فیبرِ تقویت شده که در حقیقت یک ورقه شیشه ای بود، بدست آمد اما این تکنیک را می توان در کامپوزیت های خودترمیم نیز استفاده کرد.

در محیط آزمایشگاهی از یک ورقه فومِ مس یا یک ورقه نانوتیوبِ کربن بعنوان لایه رسانا استفاده شد. کامپوزیتِ فیبرِ تقویت شده (مواد میزبان) بصورت ذاتی کشش بالایی دارند که این موضوع باعث می شود کیفیت اتصال بین لایه ها بالاتر باشد و «کیفیت اتصال بالاتر» نیز سبب می شود احتمال انواع ترک و شکستگی در آینده کمتر شود.

آقای وانگ ادامه می دهد: «کامپوزیتهای فیبرِ تقویت شده بخاطر وزن سبک و استحکامشان مشهورند و به همین خاطر در صنایع هوایی و ساختِ ماهواره ها کاربرد فراوانی دارند اما همیشه این خطر وجود دارد که دارای یکسری "خش ها یا شکستگیهای داخلی در ابعاد میکرو" باشند که این موضوع می تواند بسیار خطرناک باشد. مشکل این ترک ها صرفاً شناسایی بسیار سخت آنها نیست بلکه تعمیر آنها بسیار سخت تر است. از اینرو استفاده از مواد خودترمیم بسیار لازم بنظر می رسد.»

این گروه اکنون به دنبال حذف اثرات منفیِ بوجود آمده توسط عناصر گرمازا که در اوج بار الکتریکی بوجود می آیند، توسط یک «لایه گرمایشی پیشرفته» هستند. هدف نهایی آنها توسعه مکانیزمهای خودترمیمِ جدید برای انواع بیشتری از کامپوزیتهاست که می تواند بصورتی کاملاً مؤثر بازیابی شوند آنهم صرفنظر از «اندازه محل صدمه دیده» و همچنین عملکرد عالی در هر شرایط دمایی.

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

محمد نبی زاده

محمد نبی زاده

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
متر هوشمند Bagel

متر هوشمند Bagel

تا کنون تصور کرده اید که یک متر معمولی تا چه حد می تواند هوشمند باشد؟ احتمالاً با دیدن مشخصات محصولی که در ادامه می آید متعجب خواهید شد. متر جدید دارای صفحه نمایش، با قابلیت اندازه گیری طول، محیط و همچنین قابلیت اندازه گیری لیزری می باشد. به تمامی موارد فوق ارتباط با تلفن هوشمند و اعلام نتیجه اندازه گیری با واحد مورد نظر شما (سانتی متر، اینچ) را هم اضافه کنید. آیا نیاز دیگری دارید؟ برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
 پوشش تهیه شده از سلول های پوستی زمان مداوای بیماران دچار سوختگی را به نصف تقلیل می دهد

پوشش تهیه شده از سلول های پوستی زمان مداوای بیماران دچار سوختگی را به نصف تقلیل می دهد

تصویر: نمونه ای از زیست ماده مداواکننده سوختگی. ممکن است در آینده نه چندان دور، مداوای بیمارانی که از سوختگی رنج می برند به نیمی از زمان حاضر احتیاج داشته باشند. در این صورت باید ممنون پوشش زیست تجزیه شونده ای باشیم که سلول های پوستی پرورشی را مستقیما روی محل سوختگی قرار می دهد.

مطالعه متن کامل
حیوانات هم دچار استرس می شوند

حیوانات هم دچار استرس می شوند

وضعیت اقتصادی، انتخابات و کلی مسائل دیگر حتی حیوانات را هم استرس زده می کند. در حقیقت وقتی انسان ها دچار استرس می شوند غالبا این حالت به حیوانات خانگی شان نیز منتقل می شود. به گفته جیمز مورسی دامپزشکی در دانشکده دامپزشکی دانشگاه کورنل در شهر نیویورک "سگ ها و گربه ها و همچنین پرنده ها به خوبی استرس صاحبان خود را می فهمند. به عنوان مثال، برای من یک طوطی آوردند که متعلق به خانمی دارای اختلالات تشنجی بود و این حیوان می توانست به خوبی زمان دچار شدن صاحبش به تشنج را پیش بینی کرده و به وی هشدار بدهد".

مطالعه متن کامل
پای اگزو-پروستِتیک (Exo-Prosthetic) چاپ 3 بعدی به نحوی طراحی شده که در عین ارزان قیمتی، زیبا باشد

پای اگزو-پروستِتیک (Exo-Prosthetic) چاپ 3 بعدی به نحوی طراحی شده که در عین ارزان قیمتی، زیبا باشد

پای مصنوعی Exo به جای حس مصنوعی بودن، حال و هوای زنده تری را به انسان منتقل می سازد. هرچند چاپ 3 بعدی انقلابی را در تولید اندام های مصنوعی بوجود آورده است و سرعت و دسترسی به این اندام های جانهشتی (مصنوعی) را افزایش و هزینه تولیدشان را پایین آورده، اما در این میان از زیبایی شناسی غفلت شده است. پای اگزو-پروستِتیک شاید پایانی بر پاهای مصنوعی "رباتیک" باشد، در این پای جدید از اسکن 3 بعدی، مدلسازی و فناوری چاپ برای خلق اسکلت بیرونی ِتیتانیومی سازگاری استفاده شده که دقیقا حالتِ همان عضو غایب را به خود می گیرد.

مطالعه متن کامل
مروری بر Roku 3

مروری بر Roku 3

هوشمند کردن همه‌ چیز در شرایطی که دنیا به سمت الکترونیک‌شدن پیش می‌رود ضروری به نظر می‌رسد. یکی از حوزه‌هایی که بسیار مورد توجه است، رسانه‌‌ streaming است که در آن، اشتهای ما برای محتوای چندرسانه‌ای سیری‌ناپذیر است. وقتی بحث در موردِ اضافه کردنِ جنبه‌های هوشمند به دستگاه تلویزیون است، Roku 3 می‌خواهد فرمانروای بلامنازع در بازار باشد. آخرین مدلِ Roku 3 دارای کنترل از راه‌ دور به همراه قابلیت‌ جستجوی صوتی است البته این ویژگی برای جذاب‌تر شدنِ آن به نسبتِ تلویزیون اپل یا Nexus Player گوگل، نیز کافی است.

مطالعه متن کامل
5 قفل درب مجهز به فناوری اسکن چشمی که از خانه ی شما همچون یک عمارت ارزشمند محافظت می کنند

5 قفل درب مجهز به فناوری اسکن چشمی که از خانه ی شما همچون یک عمارت ارزشمند محافظت می کنند

اگر شما هم مثل عموم افراد جامعه باشید درب منزلتان را با «کلید» قفل می کنید. قفل و کلید ابزار ارزشمندیست که از دیرباز تا به امروز تغییر چندانی نکرده است. این فناوری، ساده و کارا است و احتمالا تا 150 سال دیگر هم مورد استفاده قرار خواهد گرفت. اما اگر می خواهید روش ورود به خانه تان را ارتقاء دهید بهتر است در مورد قفل هایی که با اسکن گرفتن از عنبیه ی چشم کار می کنند فکر کنید.

مطالعه متن کامل