पछिल्लो रिपोर्ट अनुसार, कम्पोजिट सामग्रीको अर्को पुस्ताले आफ्नै संरचनात्मक स्वास्थ्य स्थितिको निगरानी गर्न सक्छ र सामान्य बन्न सक्छ।
कार्बन फाइबर कम्पोजिटहरू हल्का र बलियो हुन्छन् र अटोमोबाइल, विमान र अन्य यातायातका साधनहरूको लागि महत्त्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्री हुन्। तिनीहरूमा इपोक्सी रेजिन जस्ता पोलिमर सब्सट्रेटहरू हुन्छन्, जुन प्रबलित कार्बन फाइबरहरूसँग एम्बेड गरिएका हुन्छन्। दुई सामग्रीहरूको फरक मेकानिकल गुणहरूको कारण, फाइबरहरू अत्यधिक तनाव वा थकानमा सब्सट्रेटबाट खस्नेछन्। यसको मतलब कार्बन फाइबर कम्पोजिट संरचनामा क्षति अझै पनि सतह मुनि लुकेको हुन सक्छ र नाङ्गो आँखाले पत्ता लगाउन सकिँदैन, जसले विनाशकारी विफलता निम्त्याउन सक्छ।
"कम्पोजिटको भित्री भाग बुझेर, तपाईंले तिनीहरूको स्वास्थ्यको राम्रोसँग मूल्यांकन गर्न सक्नुहुन्छ र मर्मत गर्न आवश्यक पर्ने कुनै क्षति छ कि छैन भनेर जान्न सक्नुहुन्छ," रिज क्रिस बोलान्ड, एक अनुसन्धानकर्ता
अमेरिकी ऊर्जा विभाग (ओक राष्ट्रिय प्रयोगशाला) विग्नरमा रहेको ओक रिज राष्ट्रिय प्रयोगशाला। "हालै, बाउल्याण्ड र ORNL मा कार्बन र कम्पोजिट टोलीका प्रमुख अमित नास्करले अर्धचालक सिलिकन कार्बाइड न्यानोपार्टिकल्समा प्रवाहकीय कार्बन फाइबरहरू बेर्नको लागि रोलिङ स्ट्राइप विधि आविष्कार गरे। न्यानोमेटेरियलहरू कम्पोजिट सामग्रीहरूमा एम्बेड गरिएका हुन्छन् जुन अन्य फाइबर-प्रबलित कम्पोजिटहरू भन्दा बलियो हुन्छन् र तिनीहरूको आफ्नै संरचनाहरूको स्वास्थ्य निगरानी गर्ने नयाँ क्षमता हुन्छ। जब पर्याप्त लेपित फाइबरहरू पोलिमरमा एम्बेड गरिएका हुन्छन्, फाइबरहरूले पावर ग्रिड बनाउँछन्, र बल्क कम्पोजिटहरूले बिजुली सञ्चालन गर्छन्। अर्धचालक न्यानोपार्टिकल्सले बाह्य शक्तिहरूको कार्य अन्तर्गत यो विद्युतीय चालकतालाई नष्ट गर्न सक्छ, कम्पोजिटहरूमा मेकानिकल र विद्युतीय कार्यहरू थप्दै। यदि कम्पोजिटहरू फैलिएका छन् भने, लेपित फाइबरहरूको जडान नष्ट हुनेछ र सामग्रीमा प्रतिरोध परिवर्तन हुनेछ। यदि आँधीबेहरीले कम्पोजिट पखेटालाई झुकाउन बाध्य पार्छ भने, विद्युतीय संकेतले विमानको कम्प्युटरलाई पखेटा धेरै दबाबमा छ भनेर संकेत गर्न र परीक्षणको सुझाव दिन सक्छ। ORNL को रोलिङ स्ट्रिप प्रदर्शनले सिद्धान्तमा प्रमाणित गर्दछ कि विधिले ठूलो मात्रामा कम्पोजिट लेपित फाइबरहरूको अर्को पुस्ता उत्पादन गर्न सक्छ। आत्म-संवेदनशील कम्पोजिटहरू, सायद नवीकरणीय पोलिमर सब्सट्रेटहरू र कम लागतको कार्बनबाट बनेको। फाइबरहरूले सर्वव्यापी उत्पादनहरूमा आफ्नो स्थान पाउन सक्छन्, जसमा थ्रीडी प्रिन्टेड कार र भवनहरू पनि समावेश छन्। न्यानोपार्टिकल्समा फाइबरहरू सम्मिलित गर्न, अनुसन्धानकर्ताहरूले रोलरहरूमा उच्च-प्रदर्शन कार्बन फाइबर स्पूलहरू स्थापना गरे, र रोलरहरूले फाइबरहरूलाई इपोक्सी रेजिनमा भिजाउँछन्, जसमा बजारमा उपलब्ध न्यानोपार्टिकल्स हुन्छन्, जसको चौडाइ भाइरसको चौडाइ (४५-६५ एनएम) जति हुन्छ।
त्यसपछि कोटिंग सुरक्षित गर्न फाइबरहरूलाई ओभनमा सुकाइन्छ। पोलिमर सब्सट्रेटमा टाँसिएका न्यानोपार्टिकल्समा एम्बेड गरिएका फाइबरहरूको बल परीक्षण गर्न, अनुसन्धानकर्ताहरूले फाइबर-प्रबलित कम्पोजिट बीमहरू बनाए, जुन एक दिशामा व्यवस्थित गरिएको थियो। बाउल्याण्डले एक तनाव परीक्षण गर्यो जसमा क्यान्टिलभरको छेउहरू फिक्स गरिएको थियो, जबकि मेसिनले मेकानिकल गुणहरूको मूल्याङ्कन गर्दै बीमको बीचमा थ्रस्ट लागू गर्यो जबसम्म बीम असफल हुँदैन। कम्पोजिट सामग्रीको सेन्सिङ क्षमता अध्ययन गर्न, उनले क्यान्टिलभर बीमको दुबै छेउमा इलेक्ट्रोडहरू स्थापना गरे। "गतिशील मेकानिकल विश्लेषक" भनेर चिनिने मेसिनमा, उनले क्यान्टिलभरलाई स्थिर राख्नको लागि एउटा छेउ क्लिप गरे। मेसिनले सस्पेन्सन बीमलाई मोड्न अर्को छेउमा बल प्रयोग गर्दछ जबकि बाउल्याण्डले प्रतिरोधको परिवर्तनलाई निगरानी गर्दछ। पोस्टडक्टोरल अनुसन्धानकर्ता न्गोक न्गुयेन, ORNL ले कम्पोजिटहरूमा रासायनिक बन्धनहरू अध्ययन गर्न र अवलोकन गरिएको बढाइएको मेकानिकल शक्तिको बुझाइ सुधार गर्न फुरियर ट्रान्सफर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोमिटरमा थप परीक्षणहरू गरे। अनुसन्धानकर्ताहरूले विभिन्न मात्रामा न्यानो कणहरू (कम्पन ड्याम्पिङ व्यवहारद्वारा मापन गरिएको) बाट बनेका कम्पोजिटहरूको अपव्ययशील ऊर्जाको क्षमताको पनि परीक्षण गरे, जसले झट्का, कम्पन र अन्य तनाव र तनाव स्रोतहरूमा संरचनात्मक सामग्रीहरूको प्रतिक्रियालाई सहज बनाउनेछ। प्रत्येक सांद्रतामा, न्यानो कणहरूले ऊर्जा अपव्यय बढाउन सक्छन् (६५% देखि २५७% सम्म फरक डिग्रीसम्म)। बाउल्याण्ड र नास्करले आत्म-संवेदनशील कार्बन फाइबर कम्पोजिटहरूको निर्माणको लागि प्रक्रिया पेटेन्टको लागि आवेदन दिएका छन्।
"इम्प्रेग्नेटेड कोटिंग्सले विकास भइरहेका नयाँ न्यानोमटेरियलहरूको फाइदा उठाउने नयाँ तरिका प्रदान गर्दछ।" बोल्याण्डले भने। यो अध्ययनलाई ORNL प्रयोगशालाद्वारा निर्देशित अनुसन्धान र विकास परियोजनाहरूद्वारा समर्थित गरिएको थियो, जुन अमेरिकन केमिकल सोसाइटीको ACS एप्लाइड मटेरियल्स एण्ड इन्टरफेस (एप्लाइड मटेरियल्स एण्ड इन्टरफेस) जर्नलमा प्रकाशित भएको थियो।
पोस्ट समय: डिसेम्बर-०७-२०१८