A rèir na h-aithisg as ùire, faodaidh an ath ghinealach de stuthan co-dhèanta sùil a chumail air an slàinte structarail fhèin, agus fàs cumanta.
Tha co-dhèanamh snàithleach carbain aotrom agus làidir agus tha iad nan stuthan structarail cudromach airson chàraichean, itealain agus dòighean còmhdhail eile. Tha iad air an dèanamh suas de shubstratan polymer, leithid roisinn epocsa, anns a bheil snàithleach carbain ath-neartaichte. Air sgàth nan diofar fheartan meacanaigeach aig an dà stuth, tuitidh na snàithleachan far an t-substrate fo cus cuideam no sgìths. Tha seo a’ ciallachadh gum faodadh milleadh air structar a’ cho-dhèanamh snàithleach carbain a bhith fhathast falaichte fon uachdar agus nach gabh a lorg leis an t-sùil rùisgte, agus faodaidh seo fàilligeadh tubaisteach adhbhrachadh.
“Le bhith a’ tuigsinn taobh a-staigh nan stuthan co-dhèanta, faodaidh tu breithneachadh nas fheàrr a dhèanamh air an slàinte agus fios a bhith agad a bheil milleadh sam bith ann a dh’ fheumar a chàradh," thuirt Ridge Chris Bowland, neach-rannsachaidh aig an
Obair-lann Nàiseanta Oak Ridge aig Roinn Lùtha nan Stàitean Aonaichte (Oak National Laboratory) Wigner. “O chionn ghoirid, chruthaich Amit Naskar, ceannard sgioba nan gualain is nan co-dhèantan aig Bowland agus ORNL, dòigh stiallan rollaidh gus snàithleanan gualain giùlain a phasgadh air nanoparticles silicon carbide leth-chonnsachaidh. Tha na nano-stuthan air an leabachadh ann an stuthan co-dhèanta a tha nas làidire na co-dhèantan eile air an neartachadh le snàithleach agus aig a bheil comas ùr slàinte an structaran fhèin a sgrùdadh. Nuair a bhios gu leòr snàithleanan còmhdaichte air an leabachadh anns a’ phoilimear, bidh na snàithleanan a’ cruthachadh griod cumhachd, agus bidh na co-dhèantan mòra a’ giùlan dealan. Faodaidh nanoparticles leth-chonnsachaidh an giùlan dealain seo a sgrios fo ghnìomhachd fheachdan taobh a-muigh, a’ cur gnìomhan meacanaigeach is dealain ris na co-dhèantan. Ma thèid na co-dhèantan a shìneadh, thèid ceangal nan snàithleanan còmhdaichte a sgrios agus atharraichidh an aghaidh anns an stuth. Ma dh’ adhbhraicheas aimhreit na stoirme gum bi an sgiath co-dhèanta a’ lùbadh, faodaidh comharra dealain rabhadh a thoirt do choimpiutair an itealain gus innse gu bheil an sgiath fo cus cuideam agus deuchainn a mholadh. Tha taisbeanadh stiallan rollaidh ORNL a’ dearbhadh ann am prionnsapal gum faod an dòigh an ath ghinealach de shnàithleanan còmhdaichte co-dhèanta a thoirt gu buil air sgèile mhòr. Co-dhèantan fèin-mhothachail, is dòcha air an dèanamh bho shubstratan polymer ath-nuadhachail agus snàithleanan carbain aig prìs ìseal, faodaidh iad an àite a lorg ann am bathar uile-làthaireach, a’ gabhail a-steach càraichean is togalaichean clò-bhuailte 3D eadhon. Gus snàithleanan a dhèanamh leabaithe ann an nanoparticles, chuir an luchd-rannsachaidh spools snàithlean carbain àrd-choileanaidh air na rolairean, agus chuir na rolairean na snàithleanan ann an roisinn epocsa, anns a bheil nanoparticles a tha rim faighinn air a’ mhargaidh, agus tha an leud mu leud a’ bhìorais (45-65 nm).
Tha na snàithleanan an uair sin air an tiormachadh san àmhainn gus an còmhdach a dhèanamh tèarainte. Gus neart nan snàithleanan a tha air an leabachadh ann an nanoparticles a tha air an glaodhadh ris an t-substrate polymer a dhearbhadh, rinn an luchd-rannsachaidh giùlan co-dhèanta neartaichte le snàithleanan, a chaidh an cur ann an Aon Stiùireadh. Rinn Bowland deuchainn cuideam anns an deach cinn a’ chrann-chòmhdaich a dhaingneachadh, fhad ‘s a bha an inneal a bha a’ measadh nan feartan meacanaigeach a’ cur cuideam ann am meadhan a’ bhìma gus an do dh’fhàillig a’ bhìma. Gus comas mothachaidh an stuth co-dhèanta a sgrùdadh, chuir e electrodan air gach taobh den bhìma chrann-chòmhdaich. Ann an inneal ris an canar “Dynamic mechanical anailiser,” gheàrr e aon cheann gus an crann-chòmhdaich a chumail na àite. Bidh an inneal a’ cur feachd an gnìomh aig a’ cheann eile gus am bìma crochte a lùbadh fhad ‘s a bhios Bowland a’ cumail sùil air an atharrachadh ann an aghaidh. Rinn ORNL, neach-rannsachaidh iar-dhotaireil Ngoc Nguyen, deuchainnean a bharrachd anns an speactrometer Fourier Transform Infrared gus ceanglaichean ceimigeach ann an co-dhèanamhan a sgrùdadh agus tuigse nas fheàrr fhaighinn air an neart meacanaigeach leasaichte a chaidh fhaicinn. Rinn an luchd-rannsachaidh deuchainn cuideachd air comas lùth sgaoilidh stuthan co-dhèanta air an dèanamh de dhiofar mheudan de nanoparticles (air a thomhas le giùlan maothachaidh crith), a dhèanadh freagairt stuthan structarail nas fhasa do chlisgeadh, crith agus stòran cuideam is deformachaidh eile. Aig gach dùmhlachd, faodaidh nanoparticles sgaoileadh lùtha a mheudachadh (bho 65% gu 257% gu diofar ìrean). Tha Bowland agus Naskar air tagradh a dhèanamh airson peutant pròiseas airson saothrachadh stuthan co-dhèanta snàithleach carbain fèin-mhothachail.
“Tha còtaichean air an lìonadh a’ toirt seachad dòigh ùr air brath a ghabhail air nano-stuthan ùra a thathas a’ leasachadh," thuirt Bowland. Fhuair an sgrùdadh taic bho phròiseactan rannsachaidh is leasachaidh air an stiùireadh le Saotharlann ORNL, a chaidh fhoillseachadh anns an iris ACS Applied Materials and Interfaces (Stuthan Gnìomhaichte & Eadar-aghaidhean) aig Comann Ceimigeach Ameireagaidh.
Àm puist: Dùbhlachd-07-2018