Oxirgi hisobotga ko'ra, kompozit materiallarning keyingi avlodi o'zlarining tarkibiy salomatligi holatini kuzatishi va keng tarqalgan bo'lishi mumkin.
Uglerod tolali kompozitlar engil va mustahkam bo'lib, avtomobillar, samolyotlar va boshqa transport vositalari uchun muhim tarkibiy materiallardir. Ular mustahkamlangan uglerod tolalari bilan o'rnatilgan epoksi qatronlar kabi polimer substratlardan iborat. Ikki materialning turli xil mexanik xususiyatlari tufayli tolalar haddan tashqari stress yoki charchoq ostida substratdan tushadi. Bu shuni anglatadiki, uglerod tolasi kompozit strukturasining shikastlanishi hali ham sirt ostida yashirin bo'lishi mumkin va yalang'och ko'z bilan aniqlanmaydi, bu esa halokatli muvaffaqiyatsizlikka olib kelishi mumkin.
"Kompozitlarning ichki qismini tushunish orqali siz ularning sog'lig'ini yaxshiroq baholashingiz va ta'mirlanishi kerak bo'lgan biron bir zarar bor-yo'qligini bilishingiz mumkin", dedi Ridge Chris Bowland, tadqiqotchi.
AQSh Energetika Departamenti qoshidagi Oak Ridge milliy laboratoriyasi (Oak National Laboratory) Wigner. "Yaqinda Amit Naskar, Bowland va ORNL kompaniyalarining uglerod va kompozitlar jamoasi rahbari yarim o'tkazgich kremniy karbid nanozarrachalariga o'tkazuvchan uglerod tolalarini o'rash uchun rulonli chiziq usulini ixtiro qildi. Nanomateryallar boshqa tolalar bilan mustahkamlangan kompozitsion materiallarga kiritilgan. Polimerga etarlicha qoplangan tolalar kiritilgan bo'lsa, tolalar elektr tarmog'ini hosil qiladi va yarimo'tkazgichli kompozitlar bu elektr o'tkazuvchanligini tashqi kuchlar ta'sirida yo'q qilishi mumkin, kompozitlarga mexanik va elektr funktsiyalari qo'shilsa, tolalar o'zgaradi bo'ron turbulentligi kompozit qanotning egilishiga sabab bo'ladi, elektr signali samolyot kompyuterini qanotning haddan tashqari bosim ostida ekanligini ko'rsatishi va sinovni taklif qilishi mumkin bo'lgan ORNL ning prokat chizig'i namoyishi printsipial jihatdan bu usul katta miqyosda kompozit qoplamali tolalarning keyingi avlodini ishlab chiqarishi mumkinligini isbotlaydi. uglerod tolalari hamma joyda mavjud bo'lgan mahsulotlarda, jumladan, 3D bosma mashinalar va binolarda ham o'z o'rnini topishi mumkin, tadqiqotchilar nanozarrachalarga o'rnatilgan tolalarni yaratish uchun roliklarga yuqori samarali uglerod tolasi g'altaklarini o'rnatdilar va roliklar bozorda mavjud bo'lgan nanopartikullarning kengligini o'z ichiga olgan tolalarni epoksi qatronlar bilan namlashdi. (45-65 nm).
Keyin tolalar qoplamani mustahkamlash uchun pechda quritiladi. Polimer substratiga yopishtirilgan nanozarrachalarga o'rnatilgan tolalar mustahkamligini tekshirish uchun tadqiqotchilar One Directionda joylashtirilgan tola bilan mustahkamlangan kompozit nurlar yasadilar. Bowland konstralning uchlari mahkamlangan stress testini o'tkazdi, mashina esa o'rtadagi surish kuchi ishlamay qolguncha qo'llaniladigan mexanik xususiyatlarni baholadi. Kompozit materialni sezish qobiliyatini o'rganish uchun u konsol nurining ikkala tomoniga elektrodlarni o'rnatdi. "Dinamik mexanik analizator" deb nomlanuvchi mashinada u konsolni harakatsiz ushlab turish uchun bir uchini qirqdi. Mashina boshqa uchida osma nurni egish uchun kuch sarflaydi, Bowland esa qarshilik o'zgarishini kuzatadi. ORNL, doktorlikdan keyingi tadqiqotchi Ngoc Nguyen kompozitlardagi kimyoviy bog'lanishlarni o'rganish va kuzatilgan mexanik kuchni tushunishni yaxshilash uchun Fourier Transform infraqizil spektrometrida qo'shimcha sinovlarni o'tkazdi. Tadqiqotchilar, shuningdek, strukturaviy materiallarning zarbalar, tebranishlar va boshqa kuchlanish va kuchlanish manbalariga javob berishini osonlashtiradigan turli miqdordagi nanozarrachalardan tayyorlangan kompozitlarning dissipativ energiyasini (vibratsiyani pasaytirish harakati bilan o'lchanadi) sinab ko'rdi. Har bir konsentratsiyada nanozarrachalar energiya tarqalishini kuchaytirishi mumkin (65% dan 257% gacha turli darajalarda). Bowland va Naskar o'z-o'zidan sezgir uglerod tolali kompozitsiyalarni ishlab chiqarish uchun texnologik patent olish uchun ariza berishdi.
"Imprenye qilingan qoplamalar ishlab chiqilayotgan yangi nanomateriallardan foydalanishning yangi usulini ta'minlaydi. "dedi Boulend. Tadqiqot Amerika Kimyo Jamiyatining ACS Applied Materials and Interfaces (Applied Materials & Interfaces) jurnalida chop etilgan ORNL Laboratoriyasi tomonidan boshqariladigan tadqiqot va ishlanma loyihalari tomonidan qoʻllab-quvvatlandi.
Yuborilgan vaqt: 07-dekabr 2018-yil