شکل‌پذیری نانوکامپوزیت با اعمال جریان الکتریسیته

محققان آمریکایی موفق به توسعهی نانوکامپوزیتی شدند که با اتصال به یک باتری پس از گرم شدن، تغییر شکل می‌دهد.

محققان آمریکایی موفق به توسعهی نانوکامپوزیتی شدند که با اتصال به یک باتری پس از گرم شدن، تغییر شکل می‌دهد.

Patrick Mather از دانشگاه سیراکیوس نیویورک و همکارانش، موفق به خم کردن یک شبکه‌ی نانوالیاف کربنی به کمک SMP شدند. SMP ماده‌ای است که در اثر یک محرک خارجی نظیر تغییر دما از حالت دفرم خود به حالت اولیه برمی‌گردد. این شبکه‌ی نانوالیافی، مواد را قادر می‌سازد تا خیلی سریع گرم شوند و در نهایت موجب حرکت می‌شود. از این مواد می‌توان در ساختارهای مکانیکی یکپارچه استفاده کرد و به‌واسطه‌ی آن بتوان در زمان‌های مورد نظر شکل آن را تغییر داد.

Patrick Mather معتقد است که از سیستم SMP می‌توان در ادوات جراحی، سازوکاز‌های مکانیکی و حتی اسباب‌بازی‌ها استفاده کرد. بسیاری از وسایل پلاستیکی که در فروشگاه‌ها یا بیمارستان‌ها می‌بینید، می‌توانند از این فناوری بهره‌مند شوند؛ مثلاً در عینک‌های آفتابی این سیستم می‌تواند موجب تنظیم آن و مناسب شدن عینک با صورت شود. اما SMP مشکلاتی هم دارد؛ برای مثال نرم بودن آن یا کند بودن در بازگشت به حالت اول، که دلیل آن هدایت گرمایی پایین SMP است. علاوه ‌بر این، SMP در برابر محرک الکتریسیته بدون پاسخ است؛ زیرا رسانای جریان الکتریکی نیست.

برای حل این مشکل، محققان درصدد افزایش هدایت الکتریکی آن برآمدند که برای این کار از روش کامپوزیت کردن آن با الیاف هادی مانند کربن یا پلیمرهای هادی استفاده کردند. با این کار می‌توان با اعمال الکتریسیته در آن گرما ایجاد کرد و تغییر شکل انجام شود؛ البته این کار، مشکل سرعت را حل نمی‌کند و در نتیجه برای تغییر شکل سریع هنوز این سیستم ضعف دارد. برای رفع این مشکل محققان از شبکه‌ی نانوالیاف کربنی استفاده کردند که می‌توانست خیلی سریع الکترون در خود را به حرکت در آورد تا فرایند گرم شدن سریع اتفاق بیفتد. با این کار نتیجه بسیار رضایت‌بخش شد؛ به‌طوری که زمان پاسخ‌گویی سیستم به ۲ ثانیه کاهش یافت. Richard Vaia از آزمایشگاه نیروی هوایی آمریکا، می‌گوید:«کامپوزیت کردن SMP با نانوالیاف موجب می‌شود که الکتریسته فرایند گرم شدن SMP را بسیار یکنواخت‌تر از محرک‌های دیگر خارجی انجام دهد که این امر موجب می‌شود موارد کاربرد آن بیشتر شده، بتوان از آن در طیف وسیعی از کاربردها، از پزشکی تا هوافضا، استفاده کرد.