مدلسازی رفتار نانو پیپادهای کربنی در دانشگاه صنعتی شریف

نانو پیپاد کربنی جدیدترین نانو ساختار کربن است. این ساختار که از قرار دادن فولرین کربنی درون نانولوله‌های کربنی ایجاد می‌شود، در سال ۱۹۹۸ کشف شد. مهندس علی نجفی سهی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته مکانیک دانشگاه صنعتی شریف، طی یک پروژه کارشناسی ارشد با راهنمایی دکتر رضا نقد آبادی، به بررسی و مدلسازی رفتاری نانو پیپادهای کربنی پرداخته است.

نانو پیپاد کربنی جدیدترین نانو ساختار کربن است. این ساختار که از قرار دادن فولرین کربنی درون نانولوله‌های کربنی ایجاد می‌شود، در سال ۱۹۹۸ کشف شد. در فرآیند ساخت این ترکیبات، ابتدا بر اساس موقعیت کوانتوم، اولین فولرین را در نانو لوله مستقر نموده و پس از محاسبات عددی و تحلیل آنها، فولرین‌های بعدی را در نانولوله‌ جایگذاری می‌کنند. نانو پیپادها با توجه به موقعیت مکانی فولرین‌ها در داخل نانو لوله، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی مختلفی از خود نشان می‌دهند.

مهندس علی نجفی سهی فارغ التحصیل کارشناسی ارشد رشته مکانیک دانشگاه صنعتی شریف، طی یک پروژه کارشناسی ارشد با راهنمایی دکتر رضا نقد آبادی، به بررسی و مدلسازی رفتاری نانو پیپادهای کربنی پرداخته است.

ایشان در گفتگو با بخش خبری سایت ستاد ویژه توسعه فناوری نانو (www.nano.ir) اظهار داشتند؛ در تحقیق انجام شده با استفاده از تئوری پوسته محیط پیوسته (continuum shell model) و مدلسازی اندرکنش‌های واندر والس داخل نانو ساختار با توزیع فشار هارمونیک، معادله‌ای جهت بررسی و پیش بینی رفتار پیپادهای کربنی تحت بارگذاری پیچشی بدست آمده است. نتایج این معادله و تحلیل عددی آن، حاکی از آنست که جایگذاری فولرین‌ها درون نانو لوله‌ کربنی باعث کاهش پایداری و تضعیف کلی نانوساختار می‌شود. از سویی دیگر افزایش تعداد لایه‌های نانو لوله، اثر تضعیف کنندگی را کاهش می‌دهد.

به لحاظ خواص الکترونیکی و الکترومکانیکی فوق العاده نانو پیپاد کربنی، کاربردهای بسیار زیاد و متنوعی برای آن پیش بینی می‌شود. به طور مثال، این نانو ساختارها می‌توانند بعنوان tip در میکروسکوپ‌های الکترونی و نانوسنسورها بکار روند، علاوه بر این با توجه به تحمل فشار و شوک بالای لوله، در صنایع دفاعی- موتور خودروها و هوا و فضا و …..قابل استفاده خواهند بود.

مجری این پژوهش در ادامه به مشکلات برنامه ریزی، راهبردی و مدیریت کارهای پژوهشی و تحقیقاتی در کشور اشاره کرده و سازماندهی بین بخش‌های مختلف یک پروژه را از جمله مشکلات یک پژوهشگر ایرانی دانستند.

جزئیات این طرح که از حمایت‌های تشویقی ستاد بهره‌مند شده، در مجله carbon (شماره ۴۳۶۵، صفحه ۹۵۷ تا ۹۵۲، سال ۲۰۰۷ ) منتشر گردیده و به تأیید پروفسور مونیتوکس، کاشف این نانو پیپادها، رسیده است.