সর্বশেষ প্রতিবেদন অনুসারে, পরবর্তী প্রজন্মের যৌগিক পদার্থগুলি তাদের নিজস্ব কাঠামোগত স্বাস্থ্যের অবস্থা পর্যবেক্ষণ করতে পারে এবং সাধারণ হয়ে উঠতে পারে।
কার্বন ফাইবার কম্পোজিটগুলি হালকা এবং মজবুত এবং অটোমোবাইল, বিমান এবং অন্যান্য পরিবহনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ কাঠামোগত উপকরণ। এগুলিতে পলিমার সাবস্ট্রেট থাকে, যেমন ইপোক্সি রেজিন, যা শক্তিশালী কার্বন ফাইবার দিয়ে তৈরি। দুটি উপাদানের ভিন্ন যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, অতিরিক্ত চাপ বা ক্লান্তির ক্ষেত্রে ফাইবারগুলি সাবস্ট্রেট থেকে পড়ে যাবে। এর অর্থ হল কার্বন ফাইবার কম্পোজিট কাঠামোর ক্ষতি এখনও পৃষ্ঠের নীচে লুকিয়ে থাকতে পারে এবং খালি চোখে সনাক্ত করা যায় না, যা বিপর্যয়কর ব্যর্থতার দিকে নিয়ে যেতে পারে।
"কম্পোজিটগুলির ভেতরের দিকটি বোঝার মাধ্যমে, আপনি তাদের স্বাস্থ্যের আরও ভালভাবে বিচার করতে পারবেন এবং জানতে পারবেন যে কোনও ক্ষতি আছে কিনা যা মেরামত করা দরকার," রিজ ক্রিস বোল্যান্ড, একজন গবেষক
মার্কিন জ্বালানি বিভাগের (ওক ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি) উইগনারের ওক রিজ ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি। ”সম্প্রতি, বোল্যান্ড এবং ORNL-এর কার্বন এবং কম্পোজিট দলের প্রধান অমিত নস্কর সেমিকন্ডাক্টর সিলিকন কার্বাইড ন্যানো পার্টিকেলের উপর পরিবাহী কার্বন ফাইবার মোড়ানোর জন্য একটি রোলিং স্ট্রাইপ পদ্ধতি আবিষ্কার করেছেন। ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি এমন যৌগিক পদার্থে এমবেড করা হয় যা অন্যান্য ফাইবার-রিইনফোর্সড কম্পোজিটগুলির তুলনায় শক্তিশালী এবং তাদের নিজস্ব কাঠামোর স্বাস্থ্য পর্যবেক্ষণ করার একটি নতুন ক্ষমতা রাখে। যখন পলিমারে পর্যাপ্ত পরিমাণে প্রলিপ্ত ফাইবার এমবেড করা হয়, তখন তন্তুগুলি একটি পাওয়ার গ্রিড তৈরি করে এবং বাল্ক কম্পোজিটগুলি বিদ্যুৎ পরিচালনা করে। সেমিকন্ডাক্টর ন্যানো পার্টিকেলগুলি বাহ্যিক শক্তির ক্রিয়ায় এই বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা ধ্বংস করতে পারে, কম্পোজিটগুলিতে যান্ত্রিক এবং বৈদ্যুতিক ফাংশন যুক্ত করে। যদি কম্পোজিটগুলি প্রসারিত হয়, তাহলে প্রলিপ্ত ফাইবারগুলির সংযোগ ধ্বংস হয়ে যাবে এবং উপাদানের প্রতিরোধ ক্ষমতা পরিবর্তিত হবে। যদি ঝড়ের অস্থিরতার কারণে কম্পোজিট ডানাটি বাঁকতে থাকে, তাহলে একটি বৈদ্যুতিক সংকেত বিমানের কম্পিউটারকে সতর্ক করতে পারে যে ডানাটি অত্যধিক চাপের মধ্যে রয়েছে এবং একটি পরীক্ষার পরামর্শ দেয়। ORNL-এর রোলিং স্ট্রিপ প্রদর্শন নীতিগতভাবে প্রমাণ করে যে পদ্ধতিটি পরবর্তী প্রজন্মের কম্পোজিট লেপযুক্ত তন্তুগুলি বৃহৎ আকারে তৈরি করতে পারে। স্ব-সংবেদনশীল কম্পোজিট, সম্ভবত পুনর্নবীকরণযোগ্য পলিমার সাবস্ট্রেট এবং কম খরচের কার্বন থেকে তৈরি। ফাইবার, সর্বব্যাপী পণ্যে তাদের স্থান খুঁজে পেতে পারে, এমনকি 3D প্রিন্টেড গাড়ি এবং ভবন সহ। ন্যানো পার্টিকেলগুলিতে ফাইবারগুলি এমবেড করার জন্য, গবেষকরা রোলারগুলিতে উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন কার্বন ফাইবার স্পুল স্থাপন করেছিলেন এবং রোলারগুলি ফাইবারগুলিকে ইপোক্সি রেজিনে ভিজিয়ে রেখেছিল, যার মধ্যে বাজারে উপলব্ধ ন্যানো পার্টিকেল থাকে, যার প্রস্থ ভাইরাসের প্রস্থের (45-65 nm) প্রায়।
এরপর তন্তুগুলিকে ওভেনে শুকানো হয় যাতে আবরণটি সুরক্ষিত হয়। পলিমার সাবস্ট্রেটের সাথে আঠালো ন্যানো পার্টিকেলগুলিতে এমবেড করা তন্তুগুলির শক্তি পরীক্ষা করার জন্য, গবেষকরা ফাইবার-রিইনফোর্সড কম্পোজিট বিম তৈরি করেন, যা এক দিকে সাজানো ছিল। বোল্যান্ড একটি স্ট্রেস টেস্ট পরিচালনা করেন যেখানে ক্যান্টিলিভারের প্রান্তগুলি স্থির করা হয়েছিল, যখন মেশিনটি যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি মূল্যায়ন করে বিমের মাঝখানে থ্রাস্ট প্রয়োগ করে যতক্ষণ না বিমটি ব্যর্থ হয়। কম্পোজিট উপাদানের সেন্সিং ক্ষমতা অধ্যয়ন করার জন্য, তিনি ক্যান্টিলিভার বিমের উভয় পাশে ইলেক্ট্রোড স্থাপন করেন। "ডায়নামিক মেকানিক্যাল অ্যানালাইজার" নামে পরিচিত একটি মেশিনে, তিনি ক্যান্টিলিভারকে স্থির রাখার জন্য এক প্রান্ত ক্লিপ করেন। মেশিনটি সাসপেনশন বিমটি বাঁকানোর জন্য অন্য প্রান্তে বল প্রয়োগ করে যখন বোল্যান্ড প্রতিরোধের পরিবর্তন পর্যবেক্ষণ করে। পোস্টডক্টরাল গবেষক ORNL, কম্পোজিটগুলিতে রাসায়নিক বন্ধন অধ্যয়ন করতে এবং পর্যবেক্ষণ করা বর্ধিত যান্ত্রিক শক্তির বোঝাপড়া উন্নত করতে ফুরিয়ার ট্রান্সফর্ম ইনফ্রারেড স্পেকট্রোমিটারে অতিরিক্ত পরীক্ষা পরিচালনা করেন। গবেষকরা বিভিন্ন পরিমাণ ন্যানো পার্টিকেল (কম্পন স্যাঁতসেঁতে আচরণ দ্বারা পরিমাপ করা) দিয়ে তৈরি কম্পোজিটগুলির অপচয়কারী শক্তির ক্ষমতাও পরীক্ষা করেছেন, যা ধাক্কা, কম্পন এবং অন্যান্য চাপ এবং স্ট্রেন উৎসের প্রতি কাঠামোগত উপকরণের প্রতিক্রিয়া সহজতর করবে। প্রতিটি ঘনত্বে, ন্যানো পার্টিকেল শক্তি অপচয় বৃদ্ধি করতে পারে (65% থেকে 257% পর্যন্ত বিভিন্ন ডিগ্রী পর্যন্ত)। বোল্যান্ড এবং নাস্কার স্ব-সংবেদনশীল কার্বন ফাইবার কম্পোজিট তৈরির জন্য একটি প্রক্রিয়া পেটেন্টের জন্য আবেদন করেছে।
"ইমপ্রেগনেটেড লেপগুলি নতুন ন্যানোম্যাটেরিয়াল তৈরির সুবিধা নেওয়ার একটি নতুন উপায় প্রদান করে।" বোল্যান্ড বলেন। আমেরিকান কেমিক্যাল সোসাইটির ACS অ্যাপ্লাইড ম্যাটেরিয়ালস অ্যান্ড ইন্টারফেসেস (অ্যাপ্লাইড ম্যাটেরিয়ালস অ্যান্ড ইন্টারফেসেস) জার্নালে প্রকাশিত ORNL ল্যাবরেটরি পরিচালিত গবেষণা ও উন্নয়ন প্রকল্পগুলি দ্বারা এই গবেষণাটি সমর্থিত হয়েছিল।
পোস্টের সময়: ডিসেম্বর-০৭-২০১৮