ການຜະລິດຕໍ່ໄປຂອງວັດສະດຸເສັ້ນໄຍກາກບອນໃຫມ່ຈະສາມາດ "ກວດພົບຕົນເອງ" ໄດ້ບໍ?

ອີງຕາມບົດລາຍງານຫລ້າສຸດ, ການຜະລິດອຸປະກອນປະກອບຕໍ່ໄປສາມາດຕິດຕາມສະຖານະພາບສຸຂະພາບຂອງໂຄງສ້າງຂອງຕົນເອງ, ແລະກາຍເປັນເລື່ອງທົ່ວໄປ.

ອົງປະກອບຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນແມ່ນແສງສະຫວ່າງແລະທົນທານແລະເປັນວັດສະດຸໂຄງສ້າງທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບລົດໃຫຍ່, ເຮືອບິນແລະວິທີການຂົນສົ່ງອື່ນໆ. ພວກມັນປະກອບດ້ວຍຊັ້ນໃຕ້ດິນໂພລີເມີ, ເຊັ່ນ: ຢາງ epoxy, ເຊິ່ງຖືກຝັງດ້ວຍເສັ້ນໃຍກາກບອນທີ່ເສີມສ້າງ. ເນື່ອງຈາກຄຸນສົມບັດກົນຈັກທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງສອງວັດສະດຸ, ເສັ້ນໃຍຈະຕົກອອກຈາກຊັ້ນໃຕ້ດິນພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຫຼືຄວາມເຫນື່ອຍລ້າເກີນໄປ. ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າຄວາມເສຍຫາຍຂອງໂຄງສ້າງປະກອບຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນອາດຈະຍັງຖືກເຊື່ອງໄວ້ຢູ່ຂ້າງລຸ່ມແລະບໍ່ສາມາດກວດພົບໄດ້ດ້ວຍຕາເປົ່າ, ເຊິ່ງສາມາດນໍາໄປສູ່ຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງໄພພິບັດ.

"ໂດຍການເຂົ້າໃຈພາຍໃນຂອງອົງປະກອບ, ທ່ານສາມາດຕັດສິນສຸຂະພາບຂອງເຂົາເຈົ້າໄດ້ດີຂຶ້ນແລະຮູ້ວ່າມີຄວາມເສຍຫາຍໃດໆທີ່ຕ້ອງໄດ້ຮັບການສ້ອມແປງ," Ridge Chris Bowland, ນັກຄົ້ນຄວ້າຈາກ.

ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Oak Ridge ຢູ່ກະຊວງພະລັງງານສະຫະລັດ (ຫ້ອງທົດລອງແຫ່ງຊາດ Oak) Wigner. "ເມື່ອບໍ່ດົນມານີ້, Amit Naskar, ຫົວຫນ້າທີມ carbon ແລະ composites ທີ່ Bowland ແລະ ORNL, ໄດ້ປະດິດວິທີການມ້ວນເສັ້ນໄຍເພື່ອຫໍ່ເສັ້ນໄຍກາກບອນ conductive ໃສ່ semiconductor silicon carbide nanoparticles. ວັດສະດຸ nanomaterials ໄດ້ຖືກຝັງຢູ່ໃນວັດສະດຸປະສົມທີ່ແຂງແຮງກວ່າເສັ້ນໃຍອື່ນໆທີ່ມີໂຄງສ້າງໃຫມ່. ເສັ້ນໃຍຖືກຝັງຢູ່ໃນໂພລີເມີ, ເສັ້ນໃຍປະກອບເປັນຕາຂ່າຍໄຟຟ້າ, ແລະອົງປະກອບ nanoparticles ຂອງ Semiconductor ສາມາດທໍາລາຍການນໍາໄຟຟ້ານີ້ພາຍໃຕ້ການດໍາເນີນການຂອງກໍາລັງພາຍນອກ, ເພີ່ມຫນ້າທີ່ກົນຈັກແລະໄຟຟ້າກັບອົງປະກອບຂອງອົງປະກອບ, ຖ້າອົງປະກອບຖືກຍືດຍາວ, ການເຊື່ອມຕໍ່ຂອງເສັ້ນໄຍທີ່ເຄືອບຈະຖືກທໍາລາຍ ເພື່ອງໍ, ສັນຍານໄຟຟ້າອາດຈະເຕືອນຄອມພິວເຕີຂອງຍົນເພື່ອຊີ້ບອກວ່າປີກຢູ່ພາຍໃຕ້ຄວາມກົດດັນຫຼາຍເກີນໄປແລະແນະນໍາການທົດສອບການສາທິດແຖບມ້ວນຂອງ ORNL ພິສູດໃນຫຼັກການວ່າວິທີການສາມາດຜະລິດເສັ້ນໄຍເຄືອບປະສົມໃນຂະຫນາດໃຫຍ່. ເຄື່ອງຈັກແລະອາຄານທີ່ພິມ 3D ເພື່ອເຮັດໃຫ້ເສັ້ນໃຍທີ່ຝັງຢູ່ໃນ nanoparticles, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຕິດຕັ້ງທໍ່ເສັ້ນໄຍກາກບອນທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງໃນ rollers, ແລະ rollers ແຊ່ນ້ໍາເສັ້ນໄຍໃນ epoxy resins, ເຊິ່ງປະກອບດ້ວຍ nanoparticles ທີ່ມີຢູ່ໃນຕະຫຼາດ, ຄວາມກວ້າງຂອງມັນແມ່ນກ່ຽວກັບຄວາມກວ້າງຂອງເຊື້ອໄວຣັສ (45-65 nm).

ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ເສັ້ນໃຍໄດ້ຖືກຕາກໃຫ້ແຫ້ງໃນເຕົາອົບເພື່ອຮັບປະກັນການເຄືອບ. ເພື່ອທົດສອບຄວາມແຂງແຮງຂອງເສັ້ນໄຍທີ່ຝັງຢູ່ໃນອະນຸພາກ nanoparticles ທີ່ຕິດຢູ່ກັບຊັ້ນໃຕ້ດິນໂພລີເມີ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ຜະລິດເສັ້ນໃຍເສີມເສີມດ້ວຍເສັ້ນໄຍ, ເຊິ່ງຈັດຢູ່ໃນ One Direction.The Bowland ດໍາເນີນການທົດສອບຄວາມກົດດັນທີ່ປາຍຂອງ cantilever ໄດ້ຖືກສ້ອມແຊມ, ໃນຂະນະທີ່ເຄື່ອງຈັກປະເມີນຄຸນສົມບັດກົນຈັກໄດ້ນໍາໃຊ້ thrust ໃນກາງຂອງ beam ໄດ້ລົ້ມເຫລວ. ເພື່ອສຶກສາຄວາມສາມາດໃນການຮັບຮູ້ຂອງວັດສະດຸປະສົມ, ລາວຕິດຕັ້ງ electrodes ທັງສອງດ້ານຂອງ beam cantilever. ໃນເຄື່ອງຈັກທີ່ເອີ້ນວ່າ "ເຄື່ອງວິເຄາະກົນຈັກແບບໄດນາມິກ," ລາວໄດ້ຕັດປາຍຫນຶ່ງເພື່ອໃຫ້ cantilever ຢູ່ຄົງທີ່. ເຄື່ອງຈັກອອກແຮງຢູ່ປາຍອື່ນໆເພື່ອງໍ beam suspension ໃນຂະນະທີ່ Bowland ຕິດຕາມການປ່ຽນແປງຂອງຄວາມຕ້ານທານ. ORNL, ນັກຄົ້ນຄວ້າຫຼັງປະລິນຍາເອກ Ngoc Nguyen, ໄດ້ເຮັດການທົດສອບເພີ່ມເຕີມໃນ Fourier Transform Infrared spectrometer ເພື່ອສຶກສາພັນທະບັດເຄມີໃນອົງປະກອບແລະປັບປຸງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງຄວາມເຂັ້ມແຂງກົນຈັກທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນ. ນັກຄົ້ນຄວ້າຍັງໄດ້ທົດສອບຄວາມສາມາດຂອງພະລັງງານ dissipative ຂອງອົງປະກອບທີ່ເຮັດດ້ວຍປະລິມານທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງ nanoparticles (ວັດແທກໂດຍພຶດຕິກໍາການສັ່ນສະເທືອນ damping), ເຊິ່ງຈະຊ່ວຍໃຫ້ການຕອບສະຫນອງຂອງວັດສະດຸໂຄງສ້າງກັບການຊ໊ອກ, ການສັ່ນສະເທືອນແລະແຫຼ່ງຄວາມກົດດັນແລະ strain ອື່ນໆ. ໃນແຕ່ລະຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນ, ອະນຸພາກ nanoparticles ສາມາດເສີມຂະຫຍາຍການກະຈາຍພະລັງງານ (ຈາກ 65% ຫາ 257% ໃນລະດັບທີ່ແຕກຕ່າງກັນ). Bowland ແລະ Naskar ໄດ້ຍື່ນຄໍາຮ້ອງຂໍສິດທິບັດຂະບວນການສໍາລັບການຜະລິດສ່ວນປະກອບຂອງເສັ້ນໄຍກາກບອນທີ່ຮັບຮູ້ຕົນເອງ.

"ການເຄືອບ impregnated ສະຫນອງວິທີການໃຫມ່ເພື່ອໃຊ້ປະໂຫຍດຈາກ nanomaterials ໃຫມ່ທີ່ກໍາລັງພັດທະນາ." Bowland ເວົ້າ. ການສຶກສາໄດ້ຮັບການສະຫນັບສະຫນູນຈາກໂຄງການຄົ້ນຄ້ວາແລະການພັດທະນາທີ່ຊີ້ນໍາໂດຍ ORNL Laboratory, ຈັດພີມມາຢູ່ໃນວາລະສານ ACS Applied Materials and Interfaces (Applied Materials & Interfaces) ຂອງສະມາຄົມເຄມີອາເມລິກາ.