محققان دانشگاه فنی Dresden آلمان اخیراً دریافتهاند که نوعی از نانولولههای سولفید تنگستن که از نظر تئوری دارای استحکام زیادی میباشند، از نظر عملی توان کششی آنها به حدود Gpa 16میرسد. این مواد را میتوان همزمان تحت تنش کشش Gpa 20، تا میزان ۱۲% طول اولیهشان کشید.
ساخت نانولولههای بسیار محکم سولفید تنگستن
محققان دانشگاه فنی درسدن آلمان اخیراً دریافتهاند که نوعی از نانولولههای سولفید تنگستن از دید نظری دارای استحکام زیادی میباشند، از نظر عملی توان کششی آنها به حدود ۱۶ Gpa میرسد. این مواد را میتوان همزمان تحت کشش ۲۰ Gpa تا میزان۱۲ درصد طول اولیهشان کشید.
همان طور که میدانیم پیدایش مرزهای دانهای که همه جا وجود دارند و نیز نقصهایی مانند جا خالیها و جابهجاییها تعیین کننده خواص مکانیکی مواد ماکروسکوپی است.اما نانولولههایی که این دانشمندان ساختهاند کامل و بدون نقص است.
این محققان خواص مکانیکی نانولولهها را با استفاده از میکروسکوپ الکترونی پیمایشی با تفکیک بالا مورد بررسی قرار دادند. آنها این نانولولهها را به پایه دو میکروسکوپ نیروی اتمی متصل و نیرویی از طریق پایه میکروسکوپ بالایی به آنها اعمال کردند.
به عقیده محققان با این روش نیروی وارد شده تنها به پوسته خارجی نانولولهها اعمال میشود. در این آزمایش مدول یانگ نانولولهها برابر۱۵۲ Gpa (±۶۸) توان آنها برابر۳٫۷ – ۱۶٫۳ Gpa (±%۱۱) و درازشدگی آنها برابر ۵ – ۱۴ (±%۰٫۱) درصد بود. جالب آن که قویترین نانولولهها توانی حدود۱۱ درصد مدول یانگ داشتند که تقریباً معادل توان نظری ماده است و نشان میدهد این نانولولهها تا حد نسبتاً زیادی فاقد نقصهای بحرانی میباشند.
نتایج حاصل از مدلسازیهای نظری از رفتار نانولولههای تک جداره فاقد نقص سولفید مولیبدن که ساختاری مشابه لولههای سولفید تنگستن دارند، به خوبی با مقادیر فوق تطابق داشت. با توجه به این مدل معلوم میشود که شکافها از نقصهای اتمی شروع میشوند. از نانولولههای سولفید تنگستن میتوان در نانوکامپوزیتها، روانکنندههای جامد و نانوماشینها استفاده نمود.
هم اکنون این محققان در نظر دارند به تولید مقادیر ماکروسکوپی از این مواد بپردازند.
هدف بعدی آنها نگاهی دقیق به خواص الکترونی و نوری این مواد و درک روابط بین خواص ساختاری آنها است. گزارش کار این محققان در PNAS آمده است.
