برای گسترش دامنه کاربرد الیاف؛

محققان استحکام و هدایت الکتریکی الیاف نانویی را ارتقا بخشیدند

محققان دانشگاه رایس هر دو یا سه سال، استحکام الیاف حاوی نانولوله‌های کربنی را دو برابر افزایش می‌دهند تا دامنه کاربرد این الیاف نانویی گسترش بیشتری پیدا کند.

کد خبر: ۹۰۶۱۳۵

سه‌شنبه - ۳۰ دی ۱۳۹۹ / January 19, 2021

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، الیاف حاوی نانولوله‌های کربنی که در دانشگاه رایس تولید شده در حال بهبود از منظر استحکام و هدایت الکتریکی است. محققان این دانشگاه هر دو سه سال، استحکام این الیاف را دو برابر افزایش می‌دهند که با این کار دامنه کاربرد این الیاف نانویی گسترش بیشتری پیدا می‌کند.

سطح مقطع الیاف تولیدشده در دانشگاه رایس حاوی ده‌ها میلیون نانولوله کربنی است. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که این الیاف از چلوار قوی‌تر هستند و در عین حال رسانایی بالایی در حد مس دارند.

محققان این دانشگاه به‌تازگی مقاله‌ای در نشریه Carbon به چاپ رساندند که در آن جزئیات مربوط به الیافی درج شده که قوی‌ترین و رسانایی‌ترین الیافی است که از نانولوله‌های کربنی طی فرآیند چرخش مرطوب ساخته شده‌است.

در مطالعه جدید که توسط دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشگاه رایس به رهبری لورن تیلور و الیور دیویی انجام شده، محققان خاطرنشان کردند که الیاف نانولوله کربنی آن‌ها که می‌تواند به پیشرفت در تعداد زیادی از کاربردهای پزشکی و مواد منجر شود، در هر سه سال استحکام و رسانایی‌شان دو برابر افزایش یافته است. اگرچه این روند هرگز از قانون مور تقلید نمی‌کند، که معیار پیشرفت و کوچک‌ شدن تراشه‌ها در طول چند دهه گذشته بوده است، اما پاسکوالی و تیم او در تلاشند تا روش خود را برای ساخت الیاف نانولوله‌های کربنی با همین روند پیش ببرند.

الیاف نخ مانندی که در این آزمایشگاه توسعه یافته، با ده‌ها میلیون نانولوله در سطح مقطع، در حال مطالعه برای استفاده برای ترمیم آسیب‌های قلب، به‌عنوان رابط‌های کامپیوتر با مغز، برای استفاده در کاشت حلزون، به‌عنوان آنتن‌های انعطاف‌پذیر و برای کاربردهای خودرو و هوا و فضا است.

آن‌ها همچنین بخشی از هاب کربن هستند، یک پیشگامی تحقیقاتی چند دانشگاهی که در سال ۲۰۱۹ توسط دانشگاه رایس با حمایت شرکت‌های Shell ،Prysmian و Mitsubishi برای ایجاد آینده‌ای با میزان آلایندگی صفر راه‌اندازی شد.

پاسکوالی می‌گوید: «الیاف نانولوله کربنی مدت‌هاست که به دلیل ویژگی‌های برتر بالقوه خود مورد توجه قرار دارند. دو دهه تحقیق در دانشگاه رایس و جاهای دیگر، این پتانسیل را به واقعیت تبدیل کرده است. اکنون ما به تلاش جهانی برای افزایش بهره‌وری تولید نیاز داریم تا این مواد با کاهش انتشار دی‌اکسید کربن و تولید هیدروژن تمیز بتواند در تحقق این رویا موثر باشند.»

تیلور می‌گوید: «این پیشرفت‌ها بدان معنی است که ما اکنون از نظر استحکام از چلوار پیشی گرفته‌ایم، که برای ما یک دستاورد بزرگ است. با دو برابر شدن دیگری، ما از قوی‌ترین الیاف موجود در بازار پیشی خواهیم گرفت.»

الیاف انعطاف‌پذیر دانشگاه رایس دارای مقاومت کششی ۴٫۲ گیگاپاسکال (GPa) در مقایسه با ۳٫۶ GPa برای الیاف چلوار هستند.