የሚቀጥለው ትውልድ አዲስ የካርቦን ፋይበር ቁሳቁሶች "ራስን ማወቅ" ይችሉ ይሆን?

የቅርብ ጊዜ ዘገባ እንደሚያመለክተው የሚቀጥለው ትውልድ የተዋሃዱ ቁሳቁሶች የራሳቸውን መዋቅራዊ የጤና ሁኔታ መከታተል ይችላሉ, እና የተለመዱ ይሆናሉ.

የካርቦን ፋይበር ውህዶች ቀላል እና ጠንካራ ናቸው እናም ለመኪናዎች ፣ አውሮፕላኖች እና ሌሎች የመጓጓዣ መንገዶች አስፈላጊ መዋቅራዊ ቁሳቁሶች ናቸው። በተጠናከረ የካርቦን ፋይበር ውስጥ የተካተቱ እንደ epoxy resins ያሉ ፖሊመር ንጣፎችን ያቀፉ ናቸው። በሁለቱ ቁሳቁሶች የተለያዩ የሜካኒካል ባህሪያት ምክንያት, ቃጫዎቹ ከመጠን በላይ በጭንቀት ወይም በድካም ውስጥ ይወድቃሉ. ይህ ማለት በካርቦን ፋይበር ስብጥር መዋቅር ላይ የሚደርሰው ጉዳት አሁንም ከመሬት በታች ተደብቆ እና በአይን ሊታወቅ ስለማይችል ወደ አስከፊ ውድቀት ሊያመራ ይችላል.

ሪጅ ክሪስ ቦውላንድ የተባሉ ተመራማሪ "የተቀነባበሩትን ውስጣዊ ነገሮች በመረዳት ጤንነታቸውን በተሻለ ሁኔታ መወሰን እና ምንም አይነት ጉዳት መኖሩን ማወቅ ይችላሉ."

በኦክ ሪጅ ብሔራዊ ላቦራቶሪ በዩኤስ የኃይል ዲፓርትመንት (ኦክ ብሔራዊ ላቦራቶሪ) ዊግነር። "በቅርቡ የቦውላንድ እና ኦርኤንኤል የካርቦን እና የስብስብ ቡድን መሪ የሆኑት አሚት ናስካር በሴሚኮንዳክተር ሲሊኮን ካርቦዳይድ ናኖፓርቲሎች ላይ የካርቦን ፋይበርን ለመጠቅለል የሚንከባለል ስትሪፕ ዘዴን ፈለሰፉ። ናኖ ማቴሪያሎች ከሌሎች ፋይበር ከተጠናከሩ ውህዶች የበለጠ ጠንካራ በሆኑ እና በፋይበር የተጠናከሩ ውህዶች የራሳቸው የሆነ አዲስ የተቀናጀ ፋይበር የመቆጣጠር ችሎታ ሲኖራቸው በተቀነባበረ ቁሶች ውስጥ የተካተቱ ናቸው። በፖሊመር ውስጥ ፣ ፋይቦቹ የኃይል ፍርግርግ ይፈጥራሉ ፣ እና የጅምላ ውህዶች ኤሌክትሪክን ያካሂዳሉ። ክንፉ በጣም ብዙ ጫና ውስጥ ነው እና ለሙከራ ይጠቁማል ORNL ያለውን የሚጠቀለል ስትሪፕ ማሳያ መርህ ውስጥ ዘዴ ቀጣዩ ትውልድ የተነባበረ ሽፋን ፋይበር ለማምረት እንደሚችል ያረጋግጣል, ምናልባትም ታዳሽ ፖሊመር substrates እና ዝቅተኛ-ዋጋ የካርቦን ፋይበር የተሠሩ, 3D የታተሙ መኪኖች እና ፋይበር ውስጥ ምርምር ጨምሮ ህንጻዎች ውስጥ ምርምር ጨምሮ ከፍተኛ አፈጻጸም ያለው የካርቦን ፋይበር በሮለሮቹ ላይ ይፈስሳል፣ እና ሮለሮቹ ፋይቦቹን በ epoxy resins ውስጥ ያጠቡታል፣ ይህም በገበያ ላይ የሚገኙ ናኖፖታቲሎች ያሉት ሲሆን ስፋቱ የቫይረሱ ስፋት (45-65 nm) ነው።

ሽፋኑን ለመጠበቅ ቃጫዎቹ በምድጃ ውስጥ ይደርቃሉ. ተመራማሪዎቹ በፖሊመር ንጥረ ነገር ላይ በተጣበቁ ናኖፓርቲሎች ውስጥ የተካተቱትን ፋይበር ጥንካሬዎች ለመፈተሽ በአንድ አቅጣጫ የተደረደሩት ፋይበር የተጠናከረ የተቀናበሩ ምሰሶዎችን ሠርተዋል። የተዋሃዱ ንጥረ ነገሮችን የመረዳት ችሎታን ለማጥናት በኬንትለር ጨረር በሁለቱም በኩል ኤሌክትሮዶችን ጫኑ. "ተለዋዋጭ ሜካኒካል ተንታኝ" በመባል በሚታወቀው ማሽን ውስጥ ካንትሪቨር ቆሞ እንዲቆይ አንዱን ጫፍ ቆረጠ። ማሽኑ የተንጠለጠለበትን ጨረሩን ለመታጠፍ በሌላኛው ጫፍ ኃይል ይሠራል ቦውላንድ ደግሞ የመቋቋም ለውጥን ይከታተላል። ORNL የድህረ ዶክትሬት ተመራማሪ Ngoc Nguyen በፎሪየር ትራንስፎርም ኢንፍራሬድ ስፔክትሮሜትር ውስጥ የኬሚካል ትስስርን በስብስብ ውስጥ ለማጥናት እና የተሻሻለውን የሜካኒካል ጥንካሬ ግንዛቤ ለማሻሻል ተጨማሪ ሙከራዎችን አድርጓል። ተመራማሪዎቹ መዋቅራዊ ቁሶች ለድንጋጤ፣ ንዝረት እና ሌሎች የጭንቀት እና የውጥረት ምንጮች ምላሽን የሚያመቻች ከተለያዩ መጠን ያላቸው ናኖፖታቲሎች (በንዝረት እርጥበት ባህሪ የሚለካ) የተሰሩ ውህዶችን የመበታተን ሃይል ችሎታን ሞክረዋል። በእያንዳንዱ ትኩረት, ናኖፓርተሎች የኃይል ብክነትን (ከ 65% ወደ 257% ወደ የተለያዩ ዲግሪዎች) ሊያሻሽሉ ይችላሉ. ቦውላንድ እና ናስካር እራስን የሚዳስሱ የካርበን ፋይበር ውህዶችን ለማምረት የሂደት ፓተንት አመልክተዋል።

"የታሸጉ ሽፋኖች እየተገነቡ ያሉ አዳዲስ ናኖሜትሪዎችን ለመጠቀም አዲስ መንገድ ይሰጣሉ" ብለዋል ቦውላንድ። ጥናቱ በአሜሪካ ኬሚካል ሶሳይቲ ACS Applied Materials and Interfaces (Applied Materials & Interfaces) ጆርናል ላይ በታተመው በኦርኤንኤል ላብራቶሪ በሚመሩ የምርምር እና የልማት ፕሮጀክቶች የተደገፈ ነው።