ساخت نخستین محرک‌های نانوکامپوزیتی خشک

محققان سازمان فضایی ناسا چند سالی است که روی طرحی کار می‌کنند که هدف از این کار کمک به بهینه‌سازی شرایط پرواز به‌ویژه در شرایط متلاطم هوایی است. این محققان برای این کار استفاده فراوانی از فناوری‌نانو نموده و به‌عنوان مثال پلیمرهای الکتروفعالی را برای بهبود حسگرها و محرک‌های مورد استفاده در این فضاپیماها ساخته‌اند.

محققان سازمان فضایی ناسا چند سالی است که روی طرحی کار می‌کنند که هدف از این کار
کمک به بهینه‌سازی شرایط پرواز به‌ویژه در شرایط متلاطم هوایی است. این محققان برای
این کار استفاده فراوانی از فناوری‌نانو نموده و به‌عنوان مثال پلیمرهای
الکتروفعالی را برای بهبود حسگرها و محرک‌های مورد استفاده در این فضاپیماها ساخته‌اند.

دانشمندان سازمان فضایی ناسا در ادامه طرح تحقیقاتی خود برای ساخت فضاپیماهایی که
شکل بال آنها مطابق با شرایط جوی مختلف (درست همانند آنچه پرندگان انجام می‌دهند و
بر حسب شرایط از بال‌های مختلف خود برای پرواز کمک می‌گیرند) تغییر کند، برای
نخستین بار موفق ‌شدند با افزایش پلاریزاسیون میان لایه‌ای در فصل مشترک همگن بین
نانولوله، نوعی محرک یک‌دست و بدون الکترولیت از جنس کامپوزیت‌های پلیمری نانولوله‌ای
بسازند. مزیت این محرک یک شکل، نسبت به دیگر محرک‌ها آن است که در عین حفظ دوام
مکانیکی، پایداری حرارتی و مقاومت شیمیایی خود، با ولتاژ نسبتاً کمی (کمتر از یک
میلی وات در متر) به کارافتاده و می‌تواند بسیار بیشتر از PZT و PVDF کشیده‌شده‌ و
عملکرد بالایی هم داشته باشد و این نکته‌ای است که در ماموریت‌های فضایی دراز مدت
ناسا اهمیت بسزایی دارد.

مزیت دیگر این محرک‌ها آن است که برخلاف محرک‌های معمولی به چسب یا لایه‌های
غیرفعال دیگر جهت ایجاد خمیدگی‌های بزرگ نیاز نداشته و به این ترتیب دچار تورق هم
نمی‌شوند. از این مواد نانوکامپوزیتی جدید می‌توان در ساخت محرک‌های سبک و کم مصرف
جهت وسایل نقلیه هوافضا و زمینی و یا هر سیستم پیچیده دیگری که در شرایط سخت به‌کار
گرفته می‌شود استفاده نمود. برخی دیگر از کاربردهای این مواد عبارتند از:

• کاهش آلودگی صوتی (با کنترل فعال)

• کاهش انتقال صدا (با کنترل فعال)

• کنترل لرزش بدنه و بال

• کنترل فرو نشست قسمت انتهایی دم

• کنترل شکل سطح بدنه هواپیما

• سوئیچ‌های خاموش- روشن

• والوه

البته ‌استحکام دراز مدت محرک‌های کامپوزیتی دارای غلظت بالا از نانولوله‌های کربنی
همچنان نیازمند بررسی بیشتر است؛ ضمن آنکه چالش بزرگ دیگر در این زمینه بافتن منابع
با کیفیت از نانولوله‌های کربنی است.

گزارشی از این کار تحقیقاتی در شماره ۱۴ می‌۲۰۰۸ نشریه Advanced Materials با عنوان

“Actuating Single Wall Carbon Nanotube-Polymer Composites: Intrinsic Unimorphs”

منتشر شده‌است.