ਕੀ ਨਵੀਂ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ "ਸਵੈ-ਪਤਾ" ਲਗਾ ਸਕੇਗੀ?

ਤਾਜ਼ਾ ਰਿਪੋਰਟ ਦੇ ਅਨੁਸਾਰ, ਸੰਯੁਕਤ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਆਪਣੀ ਖੁਦ ਦੀ ਢਾਂਚਾਗਤ ਸਿਹਤ ਸਥਿਤੀ ਦੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ, ਅਤੇ ਆਮ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ।

ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਹਲਕੇ ਅਤੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਆਟੋਮੋਬਾਈਲ, ਹਵਾਈ ਜਹਾਜ਼ ਅਤੇ ਆਵਾਜਾਈ ਦੇ ਹੋਰ ਸਾਧਨਾਂ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਢਾਂਚਾਗਤ ਸਮੱਗਰੀ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚ ਪੋਲੀਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਈਪੌਕਸੀ ਰੈਜ਼ਿਨ, ਜੋ ਕਿ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰਾਂ ਨਾਲ ਜੁੜੇ ਹੁੰਦੇ ਹਨ। ਦੋਵਾਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਦੇ ਵੱਖੋ-ਵੱਖਰੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ, ਫਾਈਬਰ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਤਣਾਅ ਜਾਂ ਥਕਾਵਟ ਦੇ ਅਧੀਨ ਸਬਸਟਰੇਟ ਤੋਂ ਡਿੱਗ ਜਾਣਗੇ। ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਨੁਕਸਾਨ ਅਜੇ ਵੀ ਸਤ੍ਹਾ ਦੇ ਹੇਠਾਂ ਲੁਕਿਆ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ ਅਤੇ ਨੰਗੀ ਅੱਖ ਦੁਆਰਾ ਖੋਜਿਆ ਨਹੀਂ ਜਾ ਸਕਦਾ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਵਿਨਾਸ਼ਕਾਰੀ ਅਸਫਲਤਾ ਹੋ ਸਕਦੀ ਹੈ।

"ਕੰਪੋਸਾਈਟਸ ਦੇ ਅੰਦਰਲੇ ਹਿੱਸੇ ਨੂੰ ਸਮਝ ਕੇ, ਤੁਸੀਂ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੀ ਸਿਹਤ ਦਾ ਬਿਹਤਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਨਿਰਣਾ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹੋ ਅਤੇ ਜਾਣ ਸਕਦੇ ਹੋ ਕਿ ਕੀ ਕੋਈ ਨੁਕਸਾਨ ਹੈ ਜਿਸਦੀ ਮੁਰੰਮਤ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ," ਰਿਜ ਕ੍ਰਿਸ ਬੌਲੈਂਡ, ਇੱਕ ਖੋਜਕਰਤਾ

ਅਮਰੀਕੀ ਊਰਜਾ ਵਿਭਾਗ (ਓਕ ਨੈਸ਼ਨਲ ਲੈਬਾਰਟਰੀ) ਵਿਗਨਰ ਵਿਖੇ ਓਕ ਰਿਜ ਨੈਸ਼ਨਲ ਲੈਬਾਰਟਰੀ। ”ਹਾਲ ਹੀ ਵਿੱਚ, ਬੌਲੈਂਡ ਅਤੇ ਓਆਰਐਨਐਲ ਵਿਖੇ ਕਾਰਬਨ ਅਤੇ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਟੀਮ ਦੇ ਮੁਖੀ ਅਮਿਤ ਨਾਸਕਰ ਨੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਨੈਨੋਪਾਰਟੀਕਲਜ਼ ਉੱਤੇ ਕੰਡਕਟਿਵ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰਾਂ ਨੂੰ ਲਪੇਟਣ ਲਈ ਇੱਕ ਰੋਲਿੰਗ ਸਟ੍ਰਾਈਪ ਵਿਧੀ ਦੀ ਖੋਜ ਕੀਤੀ ਹੈ। ਨੈਨੋਮੈਟੀਰੀਅਲਜ਼ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਸਮੱਗਰੀਆਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਜੋ ਹੋਰ ਫਾਈਬਰ-ਰੀਇਨਫੋਰਸਡ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟਾਂ ਨਾਲੋਂ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਹੁੰਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਆਪਣੇ ਢਾਂਚੇ ਦੀ ਸਿਹਤ ਦੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕਰਨ ਦੀ ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਯੋਗਤਾ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਜਦੋਂ ਕਾਫ਼ੀ ਕੋਟੇਡ ਫਾਈਬਰ ਪੋਲੀਮਰ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਫਾਈਬਰ ਇੱਕ ਪਾਵਰ ਗਰਿੱਡ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਥੋਕ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਬਿਜਲੀ ਚਲਾਉਂਦੇ ਹਨ। ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਨੈਨੋਪਾਰਟੀਕਲ ਬਾਹਰੀ ਤਾਕਤਾਂ ਦੀ ਕਿਰਿਆ ਅਧੀਨ ਇਸ ਬਿਜਲਈ ਚਾਲਕਤਾ ਨੂੰ ਨਸ਼ਟ ਕਰ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਕੰਪੋਜ਼ਿਟਾਂ ਵਿੱਚ ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਫੰਕਸ਼ਨ ਜੋੜਦੇ ਹਨ। ਜੇਕਰ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਖਿੱਚੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਤਾਂ ਕੋਟੇਡ ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੀ ਕਨੈਕਟੀਵਿਟੀ ਨਸ਼ਟ ਹੋ ਜਾਵੇਗੀ ਅਤੇ ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਵਿਰੋਧ ਬਦਲ ਜਾਵੇਗਾ। ਜੇਕਰ ਤੂਫਾਨ ਦੀ ਗੜਬੜੀ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਵਿੰਗ ਨੂੰ ਮੋੜਨ ਦਾ ਕਾਰਨ ਬਣਦੀ ਹੈ, ਤਾਂ ਇੱਕ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਸਿਗਨਲ ਜਹਾਜ਼ ਦੇ ਕੰਪਿਊਟਰ ਨੂੰ ਚੇਤਾਵਨੀ ਦੇ ਸਕਦਾ ਹੈ ਕਿ ਵਿੰਗ ਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਦਬਾਅ ਹੇਠ ਹੈ ਅਤੇ ਇੱਕ ਟੈਸਟ ਦਾ ਸੁਝਾਅ ਦੇ ਸਕਦਾ ਹੈ। ਓਆਰਐਨਐਲ ਦਾ ਰੋਲਿੰਗ ਸਟ੍ਰਿਪ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਸਿਧਾਂਤਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਾਬਤ ਕਰਦਾ ਹੈ ਕਿ ਇਹ ਵਿਧੀ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਕੋਟੇਡ ਫਾਈਬਰਾਂ ਦੀ ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਪੈਦਾ ਕਰ ਸਕਦੀ ਹੈ। ਸਵੈ-ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ, ਸ਼ਾਇਦ ਨਵਿਆਉਣਯੋਗ ਪੋਲੀਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਅਤੇ ਘੱਟ ਕੀਮਤ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਤੋਂ ਬਣੇ। ਫਾਈਬਰ, ਸਰਵ ਵਿਆਪਕ ਉਤਪਾਦਾਂ ਵਿੱਚ ਆਪਣੀ ਜਗ੍ਹਾ ਲੱਭ ਸਕਦੇ ਹਨ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ 3D ਪ੍ਰਿੰਟਿਡ ਕਾਰਾਂ ਅਤੇ ਇਮਾਰਤਾਂ ਵੀ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਵਿੱਚ ਫਾਈਬਰਾਂ ਨੂੰ ਸ਼ਾਮਲ ਕਰਨ ਲਈ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਰੋਲਰਾਂ 'ਤੇ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਸਪੂਲ ਲਗਾਏ, ਅਤੇ ਰੋਲਰਾਂ ਨੇ ਫਾਈਬਰਾਂ ਨੂੰ ਈਪੌਕਸੀ ਰੈਜ਼ਿਨ ਵਿੱਚ ਭਿੱਜ ਦਿੱਤਾ, ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਬਾਜ਼ਾਰ ਵਿੱਚ ਉਪਲਬਧ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਹੁੰਦੇ ਹਨ, ਜਿਸਦੀ ਚੌੜਾਈ ਵਾਇਰਸ ਦੀ ਚੌੜਾਈ (45-65 nm) ਦੇ ਲਗਭਗ ਹੈ।

ਫਿਰ ਰੇਸ਼ਿਆਂ ਨੂੰ ਓਵਨ ਵਿੱਚ ਸੁਕਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ ਤਾਂ ਜੋ ਪਰਤ ਨੂੰ ਸੁਰੱਖਿਅਤ ਕੀਤਾ ਜਾ ਸਕੇ। ਪੋਲੀਮਰ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨਾਲ ਚਿਪਕਾਏ ਗਏ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਵਿੱਚ ਏਮਬੇਡ ਕੀਤੇ ਰੇਸ਼ਿਆਂ ਦੀ ਤਾਕਤ ਦੀ ਜਾਂਚ ਕਰਨ ਲਈ, ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਫਾਈਬਰ-ਰੀਇਨਫੋਰਸਡ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਬੀਮ ਬਣਾਏ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਦਿਸ਼ਾ ਵਿੱਚ ਵਿਵਸਥਿਤ ਸਨ। ਬਾਊਲੈਂਡ ਨੇ ਇੱਕ ਤਣਾਅ ਟੈਸਟ ਕੀਤਾ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਕੈਂਟੀਲੀਵਰ ਦੇ ਸਿਰੇ ਫਿਕਸ ਕੀਤੇ ਗਏ ਸਨ, ਜਦੋਂ ਕਿ ਮਸ਼ੀਨ ਮਕੈਨੀਕਲ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦਾ ਮੁਲਾਂਕਣ ਕਰ ਰਹੀ ਸੀ, ਬੀਮ ਦੇ ਵਿਚਕਾਰ ਥ੍ਰਸਟ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਜਦੋਂ ਤੱਕ ਬੀਮ ਅਸਫਲ ਨਹੀਂ ਹੋ ਗਈ। ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਸੈਂਸਿੰਗ ਸਮਰੱਥਾ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਲਈ, ਉਸਨੇ ਕੈਂਟੀਲੀਵਰ ਬੀਮ ਦੇ ਦੋਵੇਂ ਪਾਸੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਡ ਲਗਾਏ। "ਡਾਇਨਾਮਿਕ ਮਕੈਨੀਕਲ ਐਨਾਲਾਈਜ਼ਰ" ਵਜੋਂ ਜਾਣੀ ਜਾਂਦੀ ਇੱਕ ਮਸ਼ੀਨ ਵਿੱਚ, ਉਸਨੇ ਕੈਂਟੀਲੀਵਰ ਨੂੰ ਸਥਿਰ ਰੱਖਣ ਲਈ ਇੱਕ ਸਿਰੇ ਨੂੰ ਕਲਿੱਪ ਕੀਤਾ। ਮਸ਼ੀਨ ਸਸਪੈਂਸ਼ਨ ਬੀਮ ਨੂੰ ਮੋੜਨ ਲਈ ਦੂਜੇ ਸਿਰੇ 'ਤੇ ਬਲ ਲਗਾਉਂਦੀ ਹੈ ਜਦੋਂ ਕਿ ਬਾਊਲੈਂਡ ਵਿਰੋਧ ਦੇ ਬਦਲਾਅ ਦੀ ਨਿਗਰਾਨੀ ਕਰਦਾ ਹੈ। ORNL, ਇੱਕ ਪੋਸਟਡਾਕਟੋਰਲ ਖੋਜਕਰਤਾ ਨਗੋਕ ਨਗੁਏਨ, ਨੇ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਵਿੱਚ ਰਸਾਇਣਕ ਬੰਧਨਾਂ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰਨ ਅਤੇ ਦੇਖੀ ਗਈ ਵਧੀ ਹੋਈ ਮਕੈਨੀਕਲ ਤਾਕਤ ਦੀ ਸਮਝ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਫੂਰੀਅਰ ਟ੍ਰਾਂਸਫਾਰਮ ਇਨਫਰਾਰੈੱਡ ਸਪੈਕਟਰੋਮੀਟਰ ਵਿੱਚ ਵਾਧੂ ਟੈਸਟ ਕੀਤੇ। ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਮਾਤਰਾਵਾਂ ਦੇ ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ (ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨ ਡੈਂਪਿੰਗ ਵਿਵਹਾਰ ਦੁਆਰਾ ਮਾਪਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ) ਤੋਂ ਬਣੇ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟਸ ਦੀ ਡਿਸਸੀਪੇਟਿਵ ਊਰਜਾ ਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਦੀ ਵੀ ਜਾਂਚ ਕੀਤੀ, ਜੋ ਕਿ ਝਟਕਿਆਂ, ਵਾਈਬ੍ਰੇਸ਼ਨਾਂ ਅਤੇ ਹੋਰ ਤਣਾਅ ਅਤੇ ਤਣਾਅ ਸਰੋਤਾਂ ਪ੍ਰਤੀ ਢਾਂਚਾਗਤ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਪ੍ਰਤੀਕਿਰਿਆ ਨੂੰ ਸੁਵਿਧਾਜਨਕ ਬਣਾਏਗੀ। ਹਰੇਕ ਗਾੜ੍ਹਾਪਣ 'ਤੇ, ਨੈਨੋਪਾਰਟਿਕਲ ਊਰਜਾ ਦੇ ਵਿਸਥਾਪਨ ਨੂੰ ਵਧਾ ਸਕਦੇ ਹਨ (65% ਤੋਂ 257% ਤੱਕ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਡਿਗਰੀਆਂ ਤੱਕ)। ਬੌਲੈਂਡ ਅਤੇ ਨਾਸਕਰ ਨੇ ਸਵੈ-ਸੰਵੇਦਨਸ਼ੀਲ ਕਾਰਬਨ ਫਾਈਬਰ ਕੰਪੋਜ਼ਿਟ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਲਈ ਇੱਕ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਪੇਟੈਂਟ ਲਈ ਅਰਜ਼ੀ ਦਿੱਤੀ ਹੈ।

"ਇੰਪ੍ਰੈਗਨੇਟਿਡ ਕੋਟਿੰਗ ਨਵੇਂ ਨੈਨੋਮੈਟੀਰੀਅਲ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤੇ ਜਾ ਰਹੇ ਹਨ, ਦਾ ਫਾਇਦਾ ਉਠਾਉਣ ਦਾ ਇੱਕ ਨਵਾਂ ਤਰੀਕਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ।" ਬੋਲੈਂਡ ਨੇ ਕਿਹਾ। ਇਸ ਅਧਿਐਨ ਨੂੰ ORNL ਪ੍ਰਯੋਗਸ਼ਾਲਾ ਦੁਆਰਾ ਨਿਰਦੇਸ਼ਤ ਖੋਜ ਅਤੇ ਵਿਕਾਸ ਪ੍ਰੋਜੈਕਟਾਂ ਦੁਆਰਾ ਸਮਰਥਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ, ਜੋ ਕਿ ਅਮਰੀਕਨ ਕੈਮੀਕਲ ਸੋਸਾਇਟੀ ਦੇ ACS ਅਪਲਾਈਡ ਮਟੀਰੀਅਲਜ਼ ਐਂਡ ਇੰਟਰਫੇਸ (ਐਪਲਾਈਡ ਮਟੀਰੀਅਲਜ਼ ਐਂਡ ਇੰਟਰਫੇਸ) ਜਰਨਲ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਕਾਸ਼ਿਤ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਸੀ।