محققان دانشگاه ویرجینیا نانولوله‌های کربنی ای ساختند که هم خواص
پلاستیک و هم خواص فلزات را داشته، فوق العاده سبک و رسانا می‌باشند. این
ماده جدید می‌تواند صنعت محافظ‌های الکترومغناطیسی و دیگر فناوری‌ها را
متحول سازد.
همان طور که می‌دانیم دستگاه‌های الکترونیکی مانند تلفن‌های همراه و رایانه‌ها،
نیازمند محافظ‌هایی برای جلوگیری از تأثیرامواج الکترومغناطیسی (EMI) هستند.
چنین محافظ‌هایی را که به لحاظ الکتریکی رسانا و معمولا فلزی هستند، به
دلیل مشکل وزنی نمی‌توان در الکترونیک کوچک شده و سبک به کار برد.
کاپتا و همکارانش به منظور رفع این مشکل نانوکامپوزیت‌ها ی سبکی (متشکل از
مخلوط پلاستیک، نانولوله‌های کربنی و عوامل کف زا) را طراحی و ساختند که
ضمن داشتن عملکرد بهترنسبت به محافظ‌ها ی موجود، فوق العاده سبک بوده، در
برابر خوردگی مقاوم و ساخت آنها نیز ارزان تر از فلز می‌باشد.
نانولوله‌ها ی کربنی نقشی کلیدی در ایجاد این خواص منحصر به فرد دارند. طبق
آزمایش‌های انجام شده تنها وجود یک تا دو درصد نانولوله کربنی در این مواد
کامپوزیتی، رسانایی آنها را ده برابر افزایش داده و همچنین با بهبود ظرفیت
پراکندگی گرمایی، رسانش حرارتی آن را نیز افزایش می‌دهد.
می دانیم که فلزات ضمن وزن بالا به آسانی دچار خوردگی می‌شوند. از سوی دیگر
عایق‌های پلاستیکی سبک، پایدار و ارزان هستند اما فاقد رسانایی الکتریکی می‌باشند
لذا هدف اولیه دانشمندان ساخت پلاستیکی است که به لحاظ الکتریکی رسانا
باشند.
آنها پس از انجام آزمایشاتی که طی آن مقدار کمی پودر فلز به پلاستیک افزوده
می‌شد و وزن آن نیز چندان تغییر نمی‌کرد، به سراغ نانولوله‌های کربنی (با
قطر فوق العاده کوچک، نسبت طول به عرض بالا، خواص رسانش الکتریکی و گرمایی
خوب و وزن کم) رفتند و دریافتند که آنها مواد بسیار مناسبی برای ساخت
پلاستیک‌های رسانا می‌باشند. نانولوله‌های کربنی طول بلند و قطر کوچک می‌تواند
اتصالات داخلی این پلاستیک‌های رسانا را تشکیل دهد.
با انجام آزمایش معلوم شد که این ساختار محفاظ خوبی در برابر تداخل‌های
الکترومغناطیسی می‌باشد. در مرحله بعد محققان سعی کردند تا وزن این ساختار
را بازهم کاهش دهند و به این منظور از عوامل کف زا استفاده کردند.
نتایجی که به این ترتیب به دست آمد به قدری حیرت انگیز بود که حتی خود
محققان نیز دچار تعجب شدند، چرا که وزن مواد به این ترتیب ۵۰ درصد کاهش
یافته و انعطاف پذیری آنها نیز افزایش یافته بود.
کاربردهای این مواد جدید عبارتند از: عایق کاری حرارتی، محافظ‌های تداخل
الکترومغناطیسی (مورد استفاده در کاربردهای تجاری و هوا فضا) ، حسگرهای
پیشرفته، محافظت در برابر سبک شدن و غیره. این دستاورد از نمونه
فناوری‌هایی است که می‌تواند بر آینده مصرف کنندگان، فضانوردان، پرسنل
نظامی و دیگران تأثیر مثبت داشته باشد.
این ماده جایگزین جدید و سبک در آینده به کمک کاربردهایی که بنیاد تحقیقاتی
دانشگاه ویرجینیا برای آنها درخواست ثبت اختراع داده است، مصارف بیشتری
خواهد داشت.
گفتنی است این محققان به واسطه کشف این مواد جدید قرار است در نوامبر سال
۲۰۰۷ در کنفرانسی که با موضوع خلاصه فناوری‌ها ی ملی نانو مهندسی در محل
ناسا در بوستن برگزار می‌شود، جایزه Nano 50 را دریافت نماید.
|
