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
تبدیل متان به متانول توسط پلیمر چاپ شده به روش سه بعدی

تبدیل متان به متانول توسط پلیمر چاپ شده به روش سه بعدی

دانشمندان برای خلق اولین راکتوری که قادر به تولید مستمر متانول از متان در درجه حرارت و فشار عادی اتاق باشد، دست به ترکیب توأمان بیولوژی و پرینت سه بعدی زده اند. در تصویر فوق، سارا بیکر شیمی دان لابراتوار ملی لاورنس لیورمور، ویال کروماتوگرافی گازی را نگاه داشته است که از آن برای اندازه گیری مقدار متانول تولید شده توسط پلیمرِی با آنزیم جاسازی شده استفاده می شود. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
چگونه File Explorer را در ویندوز 10 مطابق نیازتان تنظیم کنید

چگونه File Explorer را در ویندوز 10 مطابق نیازتان تنظیم کنید

برنامه ی File Explorer که Windows Explorer نیز نامیده می شود مدت هاست که از ارکان اصلی سیستم عامل محسوب می شود. مانند بسیاری از بخش های سیستم عامل، این برنامه نیز تغییرات زیادی در ویندوز 10 داشته است. تعداد زیادی ابزار تحسین برانگیز به آن اضافه شده است با این حال ظاهر اصلی و کارایی آن هنوز هم برای افرادی که پیش از این در ویندوز XP و نسخه های بالاتر ویندوز با آن کار کرده اند آشنا است. در اینجا به بررسی اجمالی برخی از ابزار جدید File Explorer می پردازیم.

مطالعه متن کامل
سطح درخشان میز اینفینیتوم (Infinitum) رعایت پاکیزگی را گوشزد می کند

سطح درخشان میز اینفینیتوم (Infinitum) رعایت پاکیزگی را گوشزد می کند

لوئیس آنه ون تریت طراحی ساکن نیویورک که مسئولیت طراحی یک شیء نیازمند آردوئینو (Arduino) (پلت فورم الکترونیکی منبع باز) به وی سپرده شده بود، با اضافه سازی کلید خاموش/ روشن موفق به خلق "اینفینیتوم" شده است .

مطالعه متن کامل
استفاده از تله کابین های شفاف در شیکاگو

استفاده از تله کابین های شفاف در شیکاگو

امکان داد به زودی شاهد استفاده فرم جدیدی از حمل و نقل در شهر شیکاگو باشیم که عبارت است از تله کابین هایی شیک که برای اتصال برخی از مشهورترین جاذبه های توریستی این شهر به همدیگر استفاده می شود. اسکای لاین، که طراحی آن توسط شرکت معماری مارکس بارفیلد و دیوید برودی بوند صورت گرفته است، Navy Pier شهر شیکاگو را به نقاط اصلیِ حمل و نقل مرکز شهر متصل می کند و به این ترتیب بازدیدکنندگان می توانند مکان های جالب توجه یاد شده را در حال پرواز در ارتفاع بالا داخل کابین ها مشاهده کنند.

مطالعه متن کامل
پیدا کردن نقطه ذِن(نقطه کمال) با استفاده از گوشی هوشمند

پیدا کردن نقطه ذِن(نقطه کمال) با استفاده از گوشی هوشمند

وقتی "اندی پودی کامب" راهب سابق، ایده تدریس آرامش ذهنی از طریق اپ را مطرح نمود، معلم بودایی اهل تبت وی از شنیدن این فکر هراسناک شد. پودی کامب همکار موسسِ هد اسپیس (Headspace) که در لس آنجلس قرار دارد می گوید: "خودم هم اصلا مطمئن نبودم. در سنتِ تبت رابطه شفاهی ای بین معلم و شاگرد برقرار است که تقریبا 900 سال بدون وقفه ادامه داشته است. حال اگر کسی بخواهد این رابطه را درجه بندی کند، آنرا از محیط خود بیرون ببرد و کمرنگ کند، کار خطرناکی است".

مطالعه متن کامل