அடுத்த தலைமுறை புதிய கார்பன் ஃபைபர் பொருட்கள் "சுயமாக கண்டறிய" முடியுமா?

சமீபத்திய அறிக்கையின்படி, அடுத்த தலைமுறை கூட்டுப் பொருட்கள் அவற்றின் சொந்த கட்டமைப்பு சுகாதார நிலையைக் கண்காணித்து, பொதுவானதாகிவிடும்.

கார்பன் ஃபைபர் கலவைகள் இலகுவானவை மற்றும் உறுதியானவை மற்றும் ஆட்டோமொபைல்கள், விமானம் மற்றும் பிற போக்குவரத்து வழிமுறைகளுக்கு முக்கியமான கட்டமைப்புப் பொருட்களாகும். அவை எபோக்சி ரெசின்கள் போன்ற பாலிமர் அடி மூலக்கூறுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, அவை வலுவூட்டப்பட்ட கார்பன் இழைகளால் பதிக்கப்பட்டுள்ளன. இரண்டு பொருட்களின் வெவ்வேறு இயந்திர பண்புகள் காரணமாக, அதிகப்படியான அழுத்தம் அல்லது சோர்வு காரணமாக இழைகள் அடி மூலக்கூறிலிருந்து விழும். இதன் பொருள் கார்பன் ஃபைபர் கலவை கட்டமைப்பிற்கு ஏற்படும் சேதம் இன்னும் மேற்பரப்பிற்குக் கீழே மறைக்கப்படலாம் மற்றும் நிர்வாணக் கண்ணால் கண்டறிய முடியாது, இது பேரழிவு தோல்விக்கு வழிவகுக்கும்.

"கலவைகளின் உட்புறத்தைப் புரிந்துகொள்வதன் மூலம், அவற்றின் ஆரோக்கியத்தை நீங்கள் சிறப்பாக மதிப்பிடலாம் மற்றும் சரிசெய்யப்பட வேண்டிய ஏதேனும் சேதம் உள்ளதா என்பதை அறிந்து கொள்ளலாம்" என்று ரிட்ஜ் கிறிஸ் பவுலண்ட், ஒரு ஆராய்ச்சியாளர்

அமெரிக்க எரிசக்தித் துறையின் (ஓக் தேசிய ஆய்வகம்) விக்னரில் உள்ள ஓக் ரிட்ஜ் தேசிய ஆய்வகம். "சமீபத்தில், பவுலண்ட் மற்றும் ORNL இல் உள்ள கார்பன் மற்றும் கலவைகள் குழுவின் தலைவரான அமித் நாஸ்கர், குறைக்கடத்தி சிலிக்கான் கார்பைடு நானோ துகள்களில் கடத்தும் கார்பன் இழைகளை மடிக்க ஒரு உருளும் பட்டை முறையைக் கண்டுபிடித்தார். நானோ பொருட்கள் மற்ற ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட கலவைகளை விட வலிமையான கூட்டுப் பொருட்களில் பதிக்கப்பட்டுள்ளன மற்றும் அவற்றின் சொந்த கட்டமைப்புகளின் ஆரோக்கியத்தைக் கண்காணிக்கும் புதிய திறனைக் கொண்டுள்ளன. பாலிமரில் போதுமான பூசப்பட்ட இழைகள் பதிக்கப்படும்போது, ​​இழைகள் ஒரு மின் கட்டத்தை உருவாக்குகின்றன, மேலும் மொத்த கலவைகள் மின்சாரத்தை நடத்துகின்றன. குறைக்கடத்தி நானோ துகள்கள் வெளிப்புற சக்திகளின் செயல்பாட்டின் கீழ் இந்த மின் கடத்துத்திறனை அழித்து, கலவைகளுக்கு இயந்திர மற்றும் மின் செயல்பாடுகளைச் சேர்க்கலாம். கலவைகள் நீட்டப்பட்டால், பூசப்பட்ட இழைகளின் இணைப்பு அழிக்கப்படும் மற்றும் பொருளில் உள்ள எதிர்ப்பு மாறும். புயல் கொந்தளிப்பு கூட்டு இறக்கையை வளைக்கச் செய்தால், ஒரு மின் சமிக்ஞை விமானத்தின் கணினியை இறக்கை அதிக அழுத்தத்தில் இருப்பதைக் குறிக்கவும், ஒரு சோதனையை பரிந்துரைக்கவும் எச்சரிக்கலாம். ORNL இன் உருளும் பட்டை ஆர்ப்பாட்டம், இந்த முறை அடுத்த தலைமுறை கூட்டு பூசப்பட்ட இழைகளை பெரிய அளவில் உருவாக்க முடியும் என்பதை கொள்கையளவில் நிரூபிக்கிறது. புதுப்பிக்கத்தக்க பாலிமர் அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் குறைந்த விலை கார்பனில் இருந்து தயாரிக்கப்பட்ட சுய-உணர்திறன் கலவைகள். இழைகள், 3D அச்சிடப்பட்ட கார்கள் மற்றும் கட்டிடங்கள் உட்பட எங்கும் நிறைந்த தயாரிப்புகளில் அவற்றின் இடத்தைக் காணலாம். நானோ துகள்களில் பதிக்கப்பட்ட இழைகளை உருவாக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ரோலர்களில் உயர் செயல்திறன் கொண்ட கார்பன் ஃபைபர் ஸ்பூல்களை நிறுவினர், மேலும் உருளைகள் எபோக்சி ரெசின்களில் இழைகளை ஊறவைத்தன, அவை சந்தையில் கிடைக்கும் நானோ துகள்களைக் கொண்டுள்ளன, அதன் அகலம் வைரஸின் அகலம் (45-65 nm) ஆகும்.

பின்னர் இழைகள் பூச்சுகளைப் பாதுகாக்க அடுப்பில் உலர்த்தப்படுகின்றன. பாலிமர் அடி மூலக்கூறில் ஒட்டப்பட்ட நானோ துகள்களில் பதிக்கப்பட்ட இழைகளின் வலிமையைச் சோதிக்க, ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஃபைபர்-வலுவூட்டப்பட்ட கலப்பு கற்றைகளை உருவாக்கினர், அவை ஒரு திசையில் அமைக்கப்பட்டன. பவுலண்ட் ஒரு அழுத்த சோதனையை மேற்கொண்டது, அதில் கான்டிலீவரின் முனைகள் சரி செய்யப்பட்டன, அதே நேரத்தில் இயந்திர பண்புகளை மதிப்பிடும் இயந்திரம் பீமின் நடுவில் உந்துதலைப் பயன்படுத்தியது, பீம் தோல்வியடையும் வரை. கலப்புப் பொருளின் உணர்திறன் திறனை ஆய்வு செய்வதற்காக, அவர் கான்டிலீவர் பீமின் இருபுறமும் மின்முனைகளை நிறுவினார். "டைனமிக் மெக்கானிக்கல் அனலைசர்" என்று அழைக்கப்படும் ஒரு இயந்திரத்தில், கான்டிலீவரை நிலையாக வைத்திருக்க அவர் ஒரு முனையை கிளிப் செய்தார். பவுலண்ட் எதிர்ப்பின் மாற்றத்தைக் கண்காணிக்கும் போது, ​​இடைநீக்க கற்றையை வளைக்க இயந்திரம் மறுமுனையில் சக்தியைச் செலுத்துகிறது. போஸ்ட்டாக்டோரல் ஆராய்ச்சியாளரான ORNL, ஃபோரியர் டிரான்ஸ்ஃபார்ம் அகச்சிவப்பு நிறமாலையில் கூடுதல் சோதனைகளை மேற்கொண்டார். அதிர்ச்சிகள், அதிர்வுகள் மற்றும் பிற அழுத்தம் மற்றும் திரிபு மூலங்களுக்கு கட்டமைப்பு பொருட்களின் எதிர்வினையை எளிதாக்கும், வெவ்வேறு அளவு நானோ துகள்களால் ஆன கலவைகளின் சிதறல் ஆற்றலின் திறனையும் ஆராய்ச்சியாளர்கள் சோதித்தனர் (அதிர்வு தணிப்பு நடத்தை மூலம் அளவிடப்படுகிறது). ஒவ்வொரு செறிவிலும், நானோ துகள்கள் ஆற்றல் சிதறலை அதிகரிக்கலாம் (65% முதல் 257% வரை பல்வேறு அளவுகளுக்கு). சுய-உணர்திறன் கார்பன் ஃபைபர் கலவைகளை தயாரிப்பதற்கான செயல்முறை காப்புரிமைக்கு பவுலண்ட் மற்றும் நாஸ்கர் விண்ணப்பித்துள்ளனர்.

"புதிய நானோ பொருட்களைப் பயன்படுத்திக் கொள்ள செறிவூட்டப்பட்ட பூச்சுகள் ஒரு புதிய வழியை வழங்குகின்றன, அவை உருவாக்கப்பட்டு வரும் புதிய நானோ பொருட்களைப் பயன்படுத்திக் கொள்ள உதவுகின்றன" என்று பவுலேண்ட் கூறினார். அமெரிக்க கெமிக்கல் சொசைட்டியின் ACS அப்ளைடு மெட்டீரியல்ஸ் அண்ட் இன்டர்ஃபேசஸ் (அப்ளைடு மெட்டீரியல்ஸ் & இன்டர்ஃபேசஸ்) இதழில் வெளியிடப்பட்ட ORNL ஆய்வகத்தால் இயக்கப்பட்ட ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டுத் திட்டங்களால் இந்த ஆய்வு ஆதரிக்கப்பட்டது.