וועט די קומענדיגע דור פון נייע קארבאן פיבער מאטעריאלן קענען "זעלבסט-דעטעקטירן"?

לויטן לעצטן באריכט, קען די קומענדיגע דור פון קאמפאזיט מאטעריאלן מאניטארירן זייער אייגענעם סטרוקטורעלן געזונטהייטס-סטאטוס, און ווערן פארשפרייט.

קאַרבאָן פיברע קאָמפּאָזיטן זענען לייכט און שטאַרק און זענען וויכטיקע סטרוקטורעלע מאַטעריאַלן פֿאַר אויטאָמאָבילן, עראָפּלאַנען און אַנדערע טראַנספּאָרט מיטלען. זיי באַשטייען פֿון פּאָלימער סאַבסטראַטן, ווי עפּאָקסי רעסינס, וואָס זענען איינגעבעטן מיט פֿאַרשטאַרקטע קאַרבאָן פיבערס. צוליב די פֿאַרשידענע מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן פֿון די צוויי מאַטעריאַלן, וועלן די פיבערס אַראָפּפֿאַלן פֿון סאַבסטראַט אונטער איבערגעטריבענעם דרוק אָדער מידקייט. דאָס מיינט אַז שאָדן צו דער קאַרבאָן פיברע קאָמפּאָזיט סטרוקטור קען נאָך זיין באַהאַלטן אונטער דער ייבערפֿלאַך און קען נישט ווערן דעטעקטירט מיטן נאַקעטן אויג, וואָס קען פֿירן צו אַ קאַטאַסטראָפֿישן דורכפֿאַל.

"דורך פארשטיין די אינעווייניגסטע טיילן פון די קאמפאזיטן, קענט איר בעסער באורטיילן זייער געזונט און וויסן אויב עס איז דא עפעס שאדן וואס דארף פארראכטן ווערן," האט רידזש קריס באולאנד, א פארשער ביים

אק רידזש נאציאנאלע לאבאראטאריע ביים יו.עס. דעפארטמענט פון ענערגיע (אק נאציאנאלע לאבאראטאריע) וויגנער. "לעצטנס, האט אמיט נאסקאר, הויפט פון דער קוילן און קאמפאזיטן מאַנשאַפֿט ביי באָולאַנד און ORNL, אויסגעטראַכט אַ ראָולינג סטריפּ מעטאָד צו איינוויקלען קאַנדאַקטיוו קוילן פֿאַזערס אויף האַלב-קאָנדוקטאָר סיליקאָן קאַרבייד נאַנאָפּאַרטיקלען. די נאַנאָמאַטעריאַלן זענען איינגעוואָרצלט אין קאָמפּאָזיט מאַטעריאַלן וואָס זענען שטאַרקער ווי אַנדערע פֿאַזער-פֿאַרשטאַרקטע קאָמפּאָזיטן און האָבן אַ נייע פֿעיִקייט צו מאָניטאָרירן די געזונט פֿון זייערע אייגענע סטרוקטורן. ווען גענוג באַדעקטע פֿאַזערס זענען איינגעוואָרצלט אין דעם פּאָלימער, פֿאָרמען די פֿאַזערס אַ מאַכט גריד, און די גרויסע קאָמפּאָזיטן פֿירן עלעקטריע. האַלב-קאָנדוקטאָר נאַנאָפּאַרטיקלען קענען צעשטערן די עלעקטרישע קאַנדאַקטיוויטי אונטער דער אַקציע פֿון עקסטערנע כוחות, צוגעבנדיק מעכאַנישע און עלעקטרישע פֿונקציעס צו די קאָמפּאָזיטן. אויב די קאָמפּאָזיטן ווערן אויסגעצויגן, וועט די קאָנעקטיוויטי פֿון די באַדעקטע פֿאַזערס ווערן חרובֿ און די קעגנשטאַנד אין דעם מאַטעריאַל וועט זיך ענדערן. אויב די שטורעם טורבולענץ פֿאַראורזאַכט דעם קאָמפּאָזיט פֿליגל צו בייגן, קען אַן עלעקטריש סיגנאַל וואָרענען דעם פֿליגער'ס קאָמפּיוטער צו אָנווייַזן אַז דער פֿליגל איז אונטער צו פֿיל דרוק און פֿאָרשלאָגן אַ טעסט. די ראָולינג סטריפּ דעמאָנסטראַציע פֿון ORNL באַווייַזט אין פּרינציפּ אַז דער מעטאָד קען פּראָדוצירן די קומענדיקע דור פֿון קאָמפּאָזיט באַדעקטע פֿאַזערס אויף אַ גרויסן מאַסשטאַב. זעלבסט-סענסינג קאָמפּאָזיטן, אפשר געמאַכט פֿון רינואַבאַל פּאָלימער סאַבסטראַטן און ביליקע קוילן-פייבערס, קענען געפֿינען זייער אָרט אין אומעטום-געוויינטלעכע פּראָדוקטן, אַרייַנגערעכנט אפילו 3D געדרוקטע קאַרס און בנינים. כּדי צו מאַכן פייבערס איינגעבעטן אין נאַנאָפּאַרטיקלען, האָבן די פֿאָרשער אינסטאַלירט הויך-פּערפאָרמאַנס קוילן-פייבער שפּולן אויף די ראָולערס, און די ראָולערס האָבן אייַנגעווייקט די פייבערס אין עפּאָקסי רעסינס, וואָס אַנטהאַלטן בנימצא נאַנאָפּאַרטיקלען אויף דעם מאַרק, די ברייט פון וואָס איז וועגן די ברייט פון די ווירוס (45-65 נם).

די פֿײַבערס ווערן דעמאָלט געטריקנט אין אויוון צו פֿאַרזיכערן די באַדעקונג. כּדי צו פּרובירן די שטאַרקייט פֿון די פֿײַבערס אײַנגעבעטן אין נאַנאָפּאַרטיקלען וואָס זענען צוגעקלעפּט צום פּאָלימער סאַבסטראַט, האָבן די פֿאָרשער געמאַכט פֿײַבער-פֿאַרשטאַרקטע קאָמפּאָזיט שטראַלן, וועלכע זענען געווען אויסגעשטעלט אין איין ריכטונג. דער באָולאַנד האָט דורכגעפֿירט אַ סטרעס טעסט אין וועלכן די ענדס פֿון דעם קאַנטילעווער זענען געווען פֿיקסירט, בשעת די מאַשין וואָס האָט אָפּגעשאַצט די מעכאַנישע אייגנשאַפֿטן האָט אַפּליצירט אַ שטופּ אין מיטן שטראַל ביז דער שטראַל האָט דורכגעפֿאַלן. כּדי צו שטודירן די סענסינג קייפּאַביליטי פֿון דעם קאָמפּאָזיט מאַטעריאַל, האָט ער אינסטאַלירט עלעקטראָדן אויף ביידע זײַטן פֿון דעם קאַנטילעווער שטראַל. אין אַ מאַשין באַקאַנט ווי אַ "דינאַמישער מעכאַנישער אַנאַליזירער," האָט ער צוגעשניטן איין עק צו האַלטן דעם קאַנטילעווער סטאַציאָנער. די מאַשין גיט אויס קראַפֿט אין אַנדערן עק צו בייגן דעם סאַספּענשאַן שטראַל בשעת באָולאַנד מאָניטאָרירט די ענדערונג פֿון קעגנשטאַנד. ORNL, אַ פּאָסטדאָקטאָראַלער פֿאָרשער נגאָק נויען, האָט דורכגעפֿירט נאָך טעסטן אין דעם פֿוריע טראַנספֿאָרם אינפֿראַרעד ספּעקטראָמעטער צו שטודירן כעמישע פֿאַרבינדונגען אין קאָמפּאָזיטן און פֿאַרבעסערן דעם פֿאַרשטאַנד פֿון דער פֿאַרבעסערטער מעכאַנישער שטאַרקייט וואָס מען האָט באַמערקט. די פֿאָרשער האָבן אויך געטעסט די מעגלעכקייט פֿון דער דיסיפּאַטיווער ענערגיע פֿון קאָמפּאָזיטן געמאַכט פֿון פֿאַרשידענע קוואַנטיטעטן נאַנאָפּאַרטיקלען (געמאָסטן דורך ווייבריישאַן דאַמפּינג נאַטור), וואָס וואָלט פֿאַרלייכטערט די רעאַקציע פֿון סטרוקטורעלע מאַטעריאַלן צו שאַקס, ווייבריישאַנז און אַנדערע דרוק און שפּאַנונג קוואלן. ביי יעדער קאָנצענטראַציע, קענען נאַנאָפּאַרטיקלען פֿאַרבעסערן ענערגיע דיסיפּיישאַן (פֿון 65% ביז 257% צו פֿאַרשידענע גראַדן). באָולאַנד און נאַסקאַר האָבן זיך אַפּליקירט פֿאַר אַ פּראָצעס פּאַטענט פֿאַר דער פּראָדוקציע פֿון זיך-סענסינג טשאַד פֿאַזער קאָמפּאָזיטן.

"אימפּרעגנירטע קאָוטינגז צושטעלן אַ נייעם וועג צו נוצן נייע נאַנאָמאַטעריאַלן וואָס ווערן דעוועלאָפּעד," האָט באָולענד געזאָגט. די שטודיע איז געשטיצט געוואָרן דורך פאָרשונג און אַנטוויקלונג פּראָיעקטן דירעקטירט דורך די ORNL לאַבאָראַטאָריע, פאַרעפֿנטלעכט אין דער זשורנאַל ACS Applied Materials and Interfaces (אַפּפּליעד מאַטעריאַלס און ינטערפייסיז) פון דער אמעריקאנער כעמישער געזעלשאַפט.