Акыркы отчетко ылайык, композиттик материалдардын кийинки мууну өздөрүнүн структуралык ден соолук абалын көзөмөлдөй алат жана жалпы болуп калат.
Көмүртек буласынан жасалган композиттер жеңил жана бышык жана унаалар, учактар жана башка транспорт каражаттары үчүн маанилүү структуралык материалдар болуп саналат. Алар полимердик субстраттардан турат, мисалы, эпоксиддүү чайырлар, алар бекемделген көмүртек булалары менен камтылган. Улам эки материалдын ар кандай механикалык касиеттери, жипчелер ашыкча стресс же чарчоо астында субстрат түшүп калат. Бул көмүртек була курамдуу түзүмүнө зыян дагы эле жер астындагы жашырылган болушу мүмкүн жана катастрофалык бузулушуна алып келиши мүмкүн, жылаңач көз менен аныктоо мүмкүн эмес дегенди билдирет.
"Композиттердин ичин түшүнүү менен, сиз алардын ден соолугун жакшыраак баалай аласыз жана оңдоону талап кылган кандайдыр бир зыяндын бар же жок экенин биле аласыз", - Ридж Крис Боулэнд, изилдөөчү.
АКШнын Энергетика министрлигинин алдындагы Oak Ridge Улуттук лабораториясы (Оак Улуттук лабораториясы) Вигнер. "Жакында, Амит Наскар, Bowland жана ORNL компанияларынын көмүртек жана композиттер тобунун жетекчиси жарым өткөргүч кремний карбид нанобөлүкчөлөрүндө өткөргүч көмүр булаларын ороп алуу үчүн жылма тилке ыкмасын ойлоп тапты. Наноматериалдар башка була менен бекемделген композиттик структураларга караганда күчтүүрөөк композиттик материалдарга камтылган. Полимерге жетиштүү капталган жипчелер орнотулган болсо, жипчелер электр тогун түзүшөт жана жарым өткөргүч нанобөлүкчөлөр бул электр өткөргүчтүгүн сырткы күчтөрдүн таасири астында жок кылышы мүмкүн, композиттерге механикалык жана электрдик функциялар кошулса, анда булалардын каршылыгы өзгөрөт бороон-чапкын турбуленттүүлүгү композиттик канаттын ийилишине себеп болот, электрдик сигнал учактын компьютерине канаттын өтө көп басым астында экенин эскертип, сыноону сунуш кылышы мүмкүн. Көмүртек булалары бардык жердеги буюмдарда, анын ичинде 3D басып чыгарылган унааларда жана имараттарда да өз ордун таба алат, нанобөлүкчөлөргө камтылган жиптерди жасоо үчүн, изилдөөчүлөр роликтерге жогорку натыйжалуу көмүртек була катушкаларын орнотушкан, ал эми роликтер булаларды эпоксиддик чайырларга сиңирип алышкан. (45-65 нм).
Булалар андан кийин каптаманы бекемдөө үчүн меште кургатылат. Полимердик субстратка жабыштырылган нанобөлүкчөлөргө камтылган жипчелердин күчүн текшерүү үчүн изилдөөчүлөр One Direction форматында жайгаштырылган була менен бекемделген композиттик устундарды жасашты. Боулэнд консольдун учтары бекитилип турган стресс-тестти жүргүздү, ал эми машина ортодогу басымдын күчү иштебей калганга чейин колдонулган механикалык касиеттерге баа берди. Композиттик материалдын сезүү жөндөмдүүлүгүн изилдөө максатында консоль нурунун эки жагына электроддорду орноткон. "Динамикалык механикалык анализатор" деп аталган машинада консольду кыймылдатпай кармап туруу үчүн бир учун кырккан. Боулэнд каршылыктын өзгөрүшүн көзөмөлдөп турганда, машина асма устунду ийитүү үчүн башка учуна күч көрсөтөт. ORNL, пост-доктордук изилдөөчү Нгок Нгуен, композиттердеги химиялык байланыштарды изилдөө жана байкалган механикалык күчтү түшүнүүнү жакшыртуу үчүн Фурье трансформациясынын инфракызыл спектрометринде кошумча сыноолорду өткөрдү. Окумуштуулар ошондой эле ар кандай өлчөмдөгү нанобөлүкчөлөрдөн жасалган композиттердин диссипациялоочу энергиясынын (титирөөнү басаңдатуучу жүрүм-туруму менен өлчөнгөн) сынап көрүштү, бул структуралык материалдардын соккуларга, титирөөлөргө жана башка стресс жана чыңалуу булактарына реакциясын жеңилдетет. Ар бир концентрацияда нанобөлүкчөлөр энергиянын диссипациясын күчөтүшү мүмкүн (65% дан 257% га чейин ар кандай даражага чейин). Боулэнд жана Наскар өзүн-өзү сезүүчү көмүртек буласынын композиттерин өндүрүү үчүн процесс патентине кайрылышкан.
"Импрегнацияланган каптамалар иштелип жаткан жаңы наноматериалдардын артыкчылыктарын колдонуунун жаңы жолун камсыз кылат. "Боулэнд билдирди. Изилдөө Америка химиялык коомунун ACS Applied Materials and Interfaces (Applied Materials & Interfaces) журналында жарыяланган ORNL лабораториясы тарабынан башкарылган изилдөө жана өнүктүрүү долбоорлору менен колдоого алынган.
Посттун убактысы: 07-декабрь 2018-жыл