دانشمندان موفق به خلق سبک ترین و مستحکم ترین ماده روی زمین شدند

پریسا قره گوزلو
چهارشنبه, ۲۲ دی ۱۳۹۵ - ۱۵:۳۰
دانشمندان موفق به خلق سبک ترین و مستحکم ترین ماده روی زمین شدند

چندین سال است دانشمندان به این یافته دست یافته اند که کربن، با آرایشی خاص، می تواند از استحکام بسیار زیادی برخوردار باشد و توانستند با گرافین آشنا شوند. گرافین مستحکم ترین ماده ای است که تا به حال شناخته شده است و از لایه ای فوق نازک از اتم های کربن تشکیل شده که از آرایشی دو بعدی برخوردارند.


اما در خصوص گرافین یک مشکل وجود دارد: گرچه این ماده به دلیل نازکی و قابلیت های الکتریکی خاص خود شناخته شده است، ساخت مواد کاربردی و سه بعدی با استفاده از گرافین بسیار دشوار است.


اخیراً تیمی از محققان دانشگاه ماساچوست دریافته اند که اگر تکه های کوچک گرافین را در یک ساختار تور مانند به هم متصل کنند، نه تنها استحکام این ماده حفظ می شود، بلکه گرافین متخلخل باقی می ماند. در ادامه با تک شات همراه باشید.


محققین بر اساس آزمایشاتی که بر روی مدل های چاپ سه بعدی انجام دادند نشان دادند که این ماده جدید، با هندسه متمایز خود، از گرافین مستحکم تر است که یعنی 10 برابر از فولاد محکم تر است در حالیکه از فقط 5% تراکم آن برخوردار است.



کشف ماده ای که بسیار مستحکم و بطرز بی نظیری سبک است می تواند کاربردهای بسیاری داشته باشد.


MIT در گزارش خود ذکر کرده:

یافته های جدید نشان می دهند که جنبه مهم و قابل توجه فرم های جدید سه بعدی بیشتر به ساختار هندسی غیرمعمول آنها مربوط می شود تا خود ماده. این امر بدین معنی است که موادی با استحکام و سبکی مشابه می توانند با استفاده از مواد مختلفی با خلق ساختار هندسی مشابه ساخته شوند.



تصویر زیر شبیه سازی فشرده سازی (بالا سمت چپ و i) و کشش (پایین سمت چپ و ii) گرافین را نشان می دهد.

گرافین


Markus Buehler، رئیس گروه مهندسی عمران و محیط دانشگاه ماساچوست در این خصوص می گوید:

برای خلق این ماده یا می توانید از گرافین استفاده کنید و یا از ساختار هندسی کشف شده در مواد دیگر مانند پلیمرها یا فلزات استفاده کنید. این ماده را می توان با هر ماده دیگری جایگزین کرد. ساختار هندسی مواد عامل اصلی خواص این ماده است. این هندسه از پتانسیل انتقال به هر ماده دیگری برخوردار است.


پروژه های سازه ای عظیم، مانند پل سازی، می توانند از این ساختار هندسی برای اطمینان از استحکام سازه بهره ببرند.


ساخت این سازه ها با توجه به سبک وزنی این ماده نیز تسهیل می شود. به دلیل ماهیت متخلل این ماده، حتی می توان در سیستم های فیلتر از آن استفاده کرد.


به گفته Huajian Gao، از اساتید دانشگاه Brown که در این تحقیق نقشی نداشته این یافته ها نشانگر مسیری است که استحکام مواد دو بعدی و توان طراحی معماری مواد را در کنار هم قرار می دهد.



ارسال نظر

تصویر امنیتی بالا را به صورت عددی وارد کنید
نظر شما بعد از تایید مدیریت نمایش داده خواهد شد.
پادکست رادیویی تک شات