تقویت ترکیبات آلومینا با نانولوله‌های کربنی

دانشمندان ژاپنی پی برده‌اند که نانولوله‌های کربنی چنددیواره(MWCNT) حفره‌دار برای تقویت ترکیبات آلومینا(Al2O3) ایده‌آل هستند. با توجه به اظهارات این گروه از دانشگاه توکیو، از این مواد می‌توان در اتصالات اندام‌های مصنوعی و MEMS استفاده کرد؛ زیرا نانولوله‌های کربنی چنددیواره می‌توانند ماده را قدرتمند و سطوح را لیز کنند.

دانشمندان ژاپنی پی برده‌اند که نانولوله‌های کربنی چنددیواره(MWCNT) حفره‌دار برای
تقویت ترکیبات آلومینا (Al2O3) ایده‌آل هستند. با توجه به اظهارات این گروه از
دانشگاه توکیو، از این مواد می‌توان در اتصالات اندام‌های مصنوعی و MEMS استفاده
کرد؛ زیرا نانولوله‌های کربنی چنددیواره می‌توانند ماده را قدرتمند و سطوح را
لغزنده کنند.

قبل از این نیز محققان به امید تولید ترکیبات سفت، محکم و پایدار در برابر گرما،
تلاش زیادی برای استفاده از نانولوله‌های کربنی در یک آرایه سرامیکی انجام
داده‌اند. متأسفانه نتیجه اغلب ناامیدکننده بوده و بهبود کم و یا حتی هیچ بهبودی در
خواص ایجاد نشده‌است.

یکی از مشکلات، به تفکیک فازی مربوط می‌شود و در این کار اخیر از فرایند
تکنیک-اسیدی برای پخش آسان‌تر نانولوله‌های کربنی چنددیواره در ماتریس استفاده
شده‌است.

نکته جالب اینجاست که سطح حفره‌دار نانولوله‌های کربنی ـ که به‌دلیل خوردگی اسید
ایجاد شده‌است ـ نقش مهمی در پیوند دادن ترکیب سرامیکی به یکدیگر دارد.

این گروه به این نتیجه رسیده‌است که قدرت خمش‌پذیری و استحکام در برابر شکستگی
ترکیبات آلومینا/ نانولوله‌های کربنی چنددیواره‌ای که این گروه با استفاده از محیط
اسیدی ساخته‌است، همیشه بیشتر از نمونه‌های ساخته‌شده نانولوله‌های کربنی چنددیواره
دست‌نخورده بوده‌است. حتی اگر مقدار نانوماده مورد استفاده در هر دو حالت یکسان
باشد، نانولوله‌های صاف تقویت کمتری ایجاد می‌کنند.

افزودن حجمی به کوچکی ۹/۰ درصد از نانولوله‌های کربنی چنددیواره که اسیداری شده
باشد، باعث افزایش ۲۷ درصدی در قدرت خمش‌پذیری و ۲۵ درصدی در استحکام شکستگی در
مقایسه با نمونه های خالص A2O3 می‌شود.

گو یاماموتو می‌گوید:«ما هنوز مشغول تحقیق در این زمینه هستیم، اما معتقدیم که
بهبود خواص مکانیکی این ترکیبات می‌تواند به مقاومت اصطکاکی افزایش‌یافته بین
نانولوله‌های کربنی چنددیواره اسیدکاری‌شده و ماده ماتریسی نسبت داده شود. همینک ما
مشغول مطالعه نیروی لازم برای جداسازی نانولوله‌های کربنی چنددیواره از ماتریس جامد
آلومینا هستیم.»

محققان کار خود را در Nanotechnology ارائه کردند.