ڇا نئين ڪاربن فائبر مواد جي ايندڙ نسل "پاڻ ڳولڻ" جي قابل هوندي؟

تازي رپورٽ موجب، جامع مواد جي ايندڙ نسل پنهنجي ساخت جي صحت جي حالت جي نگراني ڪري سگهي ٿي، ۽ عام ٿي سگهي ٿي.

ڪاربن فائبر ڪمپوزٽ هلڪا ۽ مضبوط هوندا آهن ۽ گاڏين، هوائي جهازن ۽ ٽرانسپورٽ جي ٻين ذريعن لاءِ اهم ساختي مواد آهن. اهي پوليمر سبسٽريٽ تي مشتمل هوندا آهن، جهڙوڪ ايپوڪسي ريزين، جيڪي مضبوط ڪاربن فائبر سان جڙيل هوندا آهن. ٻنهي مواد جي مختلف ميڪيڪل خاصيتن جي ڪري، فائبر تمام گهڻي دٻاءُ يا ٿڪاوٽ جي ڪري سبسٽريٽ تان ڪري پوندا. ان جو مطلب آهي ته ڪاربن فائبر جي جامع ڍانچي کي نقصان اڃا تائين مٿاڇري کان هيٺ لڪيل ٿي سگهي ٿو ۽ ننگي اک سان نه ڳولي سگهجي ٿو، جيڪو تباهي واري ناڪامي جو سبب بڻجي سگهي ٿو.

"ڪمپوزٽس جي اندر کي سمجهڻ سان، توهان انهن جي صحت جو بهتر اندازو لڳائي سگهو ٿا ۽ ڄاڻو ٿا ته ڇا ڪو نقصان آهي جنهن کي مرمت ڪرڻ جي ضرورت آهي،" ريج ڪرس بوللينڊ، هڪ محقق

آمريڪي توانائي کاتي (اوڪ نيشنل ليبارٽري) وگنر ۾ اوڪ رِج نيشنل ليبارٽري. "تازو، بولنڊ ۽ ORNL ۾ ڪاربن ۽ ڪمپوزٽس ٽيم جي سربراهه، اميت نسڪر، سيمي ڪنڊڪٽر سلڪون ڪاربائيڊ نانو پارٽيڪلز تي ڪنڊڪٽو ڪاربن فائبر کي لپيٽڻ لاءِ هڪ رولنگ اسٽرائپ طريقو ايجاد ڪيو. نانو مواد جامع مواد ۾ شامل ڪيا ويا آهن جيڪي ٻين فائبر-مضبوط مرکبات کان وڌيڪ مضبوط آهن ۽ انهن جي پنهنجي جوڙجڪ جي صحت جي نگراني ڪرڻ جي نئين صلاحيت رکن ٿا. جڏهن ڪافي ڪوٽيڊ فائبر پوليمر ۾ شامل ڪيا ويندا آهن، فائبر هڪ پاور گرڊ ٺاهيندا آهن، ۽ بلڪ ڪمپوزٽس بجلي هلائيندا آهن. سيمي ڪنڊڪٽر نانو پارٽيڪلز ٻاهرين قوتن جي عمل هيٺ هن برقي چالکائي کي تباهه ڪري سگهن ٿا، ڪمپوزٽس ۾ ميڪيڪل ۽ برقي ڪم شامل ڪندا آهن. جيڪڏهن ڪمپوزٽس کي وڌايو ويندو آهي، ته ڪوٽيڊ فائبرن جي ڪنيڪٽوٽي تباهه ٿي ويندي ۽ مواد ۾ مزاحمت تبديل ٿي ويندي. جيڪڏهن طوفان جي طوفان جامع ونگ کي موڙڻ جو سبب بڻجندي آهي، ته هڪ برقي سگنل جهاز جي ڪمپيوٽر کي ڊيڄاري سگهي ٿو ته اهو ظاهر ڪري ته ونگ تمام گهڻو دٻاءُ هيٺ آهي ۽ هڪ ٽيسٽ جو مشورو ڏئي ٿو. ORNL جو رولنگ اسٽرائپ مظاهرو اصولي طور تي ثابت ڪري ٿو ته طريقو وڏي پيماني تي جامع ڪوٽيڊ فائبرن جي ايندڙ نسل پيدا ڪري سگهي ٿو. خود سينسنگ ڪمپوزٽس، شايد قابل تجديد پوليمر سبسٽريٽس ۽ گهٽ قيمت ڪاربن مان ٺهيل آهن. فائبر، هر هنڌ موجود شين ۾ پنهنجي جاءِ ڳولي سگهن ٿا، جن ۾ 3D پرنٽ ٿيل ڪارون ۽ عمارتون به شامل آهن. نانو ذرات ۾ شامل فائبر ٺاهڻ لاءِ، محققن رولرز تي اعليٰ ڪارڪردگي وارا ڪاربن فائبر اسپول نصب ڪيا، ۽ رولرز فائبرن کي ايپوڪسي ريزين ۾ ٻوڙي ڇڏيو، جنهن ۾ مارڪيٽ ۾ موجود نانو ذرات هوندا آهن، جن جي ويڪر وائرس جي ويڪر (45-65 nm) جي لڳ ڀڳ آهي.

پوءِ فائبرن کي تندور ۾ سڪايو ويندو آهي ته جيئن ڪوٽنگ کي محفوظ بڻائي سگهجي. پوليمر سبسٽريٽ سان چپڪايل نانو ذرات ۾ شامل فائبرن جي طاقت کي جانچڻ لاءِ، محققن فائبر-ريئنفورسڊ ڪمپوزٽ بيم ٺاهيا، جيڪي هڪ طرف ترتيب ڏنل هئا. بوللينڊ هڪ دٻاءُ ٽيسٽ ڪيو جنهن ۾ ڪينٽيليور جي پڇاڙين کي درست ڪيو ويو، جڏهن ته مشين ميڪيڪل خاصيتن جو جائزو وٺندي بيم جي وچ ۾ زور لاڳو ڪيو جيستائين بيم ناڪام نه ٿيو. جامع مواد جي سينسنگ صلاحيت جو مطالعو ڪرڻ لاءِ، هن ڪينٽيليور بيم جي ٻنهي پاسن تي اليڪٽروڊ نصب ڪيا. "ڊائنامڪ ميڪيڪل اينالائيزر" جي نالي سان مشهور هڪ مشين ۾، هن ڪينٽيليور کي اسٽيشنري رکڻ لاءِ هڪ ڇيڙي کي ڪلپ ڪيو. مشين ٻئي ڇيڙي تي طاقت استعمال ڪندي معطلي بيم کي موڙيندي آهي جڏهن ته بوللينڊ مزاحمت جي تبديلي جي نگراني ڪندو آهي. ORNL، هڪ پوسٽ ڊاڪٽريٽ محقق Ngoc Nguyen، فورئر ٽرانسفارم انفراريڊ اسپيڪٽروميٽر ۾ اضافي ٽيسٽ ڪيا ته جيئن ڪمپوزٽس ۾ ڪيميائي بانڊ جو مطالعو ڪري سگهجي ۽ وڌايل ميڪيڪل طاقت جي سمجھ کي بهتر بڻائي سگهجي. محققن نانو ذرات جي مختلف مقدارن (وائبريشن ڊمپنگ رويي جي ذريعي ماپيل) مان ٺهيل ڪمپوزٽس جي انسپيٽو توانائي جي صلاحيت کي پڻ جانچيو، جيڪو جھٽڪن، وائبريشن ۽ ٻين دٻاءُ ۽ دٻاءُ جي ذريعن جي جواب کي آسان بڻائيندو. هر ڪنسنٽريشن تي، نانو ذرات توانائي جي ضايع ٿيڻ کي وڌائي سگهن ٿا (65٪ کان 257٪ تائين مختلف درجن تائين). بولنڊ ۽ نسڪر خود سينسنگ ڪاربن فائبر ڪمپوزٽس جي تياري لاءِ پروسيس پيٽنٽ لاءِ درخواست ڏني آهي.

"امپريگنيٽيڊ ڪوٽنگون نئين نانو مواد مان فائدو وٺڻ جو هڪ نئون طريقو فراهم ڪن ٿيون جيڪي ترقي ڪري رهيا آهن." بوللينڊ چيو. مطالعي کي ORNL ليبارٽري پاران هدايت ڪيل تحقيق ۽ ترقي جي منصوبن جي حمايت حاصل هئي، جيڪا آمريڪي ڪيميڪل سوسائٽي جي جرنل ACS اپلائيڊ مٽيريلز ۽ انٽرفيس (اپلائيڊ مٽيريلز ۽ انٽرفيس) ۾ شايع ٿيل هئي.