محققان آمریکایی برای غلبه بر مشکل پایداری فیزیکی پایین باکیکاغذ، محلولی از یک پلیمر را به درون آن نفوذ داده و یک کامپوزیت ترموپلاست تولید کردهاند که محکمتر بوده و برای شرایط تولید، مناسبتر است.
بهبود ویژگیهای باکیکاغذ با استفاده از رزین
ورقههایی از نانولولههای کربنی که به نام باکیکاغذ نیز نامیده میشوند، کاربردهای بالقوه متنوعی همچون نور پشتی نمایشگرها، مدیریت دمایی قطعات میکروالکترونیکی، محافظت در برابر رعد و برق، و پایش سلامتی را میتوانند داشته باشند. متأسفانه این فیلم مقاومت بسیار کمی در برابر آسیبدیدگی داشته و این امر حمل و نقل و فراوری آن را با دشواری مواجه میکند.
محققان آمریکایی برای غلبه بر این مشکل، محلولی از یک پلیمر را به درون این باکیکاغذ نفوذ داده و یک کامپوزیت ترموپلاست تولید کردهاند که محکمتر بوده و برای شرایط تولید، مناسبتر است.
رهبری این گروه پژوهشی از موسسه مواد با کارایی بالا در دانشگاه ایالتی فلوریدا را بن ونگ بر عهده دارد.
یانگ بن پارک، یکی از اعضای سابق این گروه که در حال حاضر در موسسه ملی علوم و فناوری در کره مشغول فعالیت میباشد، گفت: «یکی از چالشهای اساسی روش نفوذ دادن رزین در باکیکاغذ، کنترل میزان رزین نفوذیافته در آن و در نتیجه کنترل ضخامت نهایی باکیکاغذ است. تراوش رزین یک فرایند چند مرحلهای است که پارامترهای مختلفی همچون ویسکوزیته رزین، دما و فشار نفوذ، زمان تراوش، و شرایط خشک شدن و پخت بر آن اثر میگذارند».
بررسی دقیقتر نمونه تولید شده نشان داد که رزین پلیکربنات به صورت کامل در باکیکاغذ نفوذ کرده است، اما تصاویر SEM نمایان ساختند که در نقاط مختلف، لایههای اضافی رزین با ضخامتهای متفاوت وجود دارد. اثر نامطلوب این قضیه این است که با وجود مقادیر یکسان نانولوله کربنی در یک بچ، ویژگیهای مکانیکی و الکتریکی نمونههای تولید شده یکسان نیست.
گروه وانگ برای حل این مشکل در حال تعیین مشخصات فیزیکی و الکتریکی ورقههای کامپوزیتی تولید شده تحت شرایط مختلف (بهعنوان یک مطالعه پارامتری سیستماتیک) است.
پارک توضیح میدهد: «از هر دو روش تجربی و آماری استفاده شد تا پارامترهای غالب فرایند شناسایی شده و رابطه آنها با ویژگیهای مورد نظر فرموله شوند. یکی از زمینههای تحقیقاتی جالب در این عرصه، عاملدار کردن شیمیایی و تغییر سطحی نانولولههای کربنی برای بهبود انتشار آنها در محیط آبی قبل از ساخت باکیکاغذ، و برای بهتر نمودن پیوندهای موجود در سطح تماس نانولوله-رزین بعد از آغشته کردن باکیکاغذ با رزین است. برهمکنش میان رزین و نانولولهها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است، زیرا این عامل میزان نفوذ رزین را در باکیکاغذ تعیین میکند. در نتیجه، شبیهسازیهای دینامیک مولکولی ابزار مفیدی برای درک این برهمکنشها بوده و چگونگی بهینهسازی فرایند را نشان میدهد».
این محققان نتایج کار خود را در Nanotechnology منتشر کردند.
