استفاده از گرافن در ساخت هواپیماهای سبک‌

طبق تحقیقات اخیر دانشمندان انگلیسی، امکان استفاده از مواد فوق‌العاده نازک (به ضخامت یک اتم) در ساخت هواپیماهای بسیار سبک و سریع وجود دارد. برای این کار می‌توان مواد پلیمری را با گرافن تقویت کرد.

گرافن ماده‌ای است که نوفوسلو و جیم در سال ۲۰۰۴ در دانشگاه منچستر انگلستان کشف کردند؛ این ماده دارای هدایت الکترونی بسیار بالایی است؛ به‌طوری که می‌تواند جایگزین سیلیکون شود، همچنین گرافن یکی از سخت‌ترین مواد شناخته‌شده‌ای است که بر پایه‌ی تحقیقات اخیر به‌عنوان محکم‌ترین ماده‌ی موجود در جهان معرفی شده‌است.

محققان دانشگاه منچستر طی مقاله‌ای که اخیر در نشریه‌ی Advanced Materials به چاپ رساندند، اعلام کرده‌اند که امکان استفاده از الیاف کربنی درون موادی با عملکرد بالا که در ساخت هواپیما استفاده می‌شود، وجود دارد. آنها در تحقیقات خود به بررسی رفتار و ویژگی‌های گرافن، هنگام ترکیبش با مواد دیگر پرداختند.

این گروه تحقیقاتی به‌همراه دکتر نوفوسلو، یک ورقه گرافن را بین دو لایه‌ی پلیمر قرار داده، این مجموعه را در طیف‌سنجی رامان بررسی کردند و در طی این مطالعه به چگونگی پاسخ پیوندهای کربن در حین کشیده شدن گرافن پرداختند.

در طیف‌‌سنجی رامان، پس از تابش پرتوهای لیزر به‌درون مولکول، طول موج و شدت پرتوهای پراش‌‌یافته، مطالعه می‌شود. در این روش نوسانات پیوندهای بین اتم‌ها نیز بررسی می‌گردد. محققان پس از کشیدن گرافن به مطالعه‌ی تغییرات فرکانس ارتعاش در پیوند‌ها پرداختند؛ چیزی دقیقاً شبیه به کشیدن سیم در گیتار هنگام تنظیم آن و شنیدن تأثیر این کشیدگی در صوت ایجادشده در گیتار.

با بررسی انرژی پیوند در حین کشیده شدن، محققان توانستند روی تغییرات طول پیوند اتم‌ها کار کنند. با نتایج حاصله از این پروژه، محققان توانستند میزان بهبود استحکام پلیمری را که با گرافن ترکیب شده باشد، محاسبه کنند.

پروفسور یانگ از گروه مواد می‌گوید:«ما دریافتیم که نظریه‌های مورد استفاده در مواد بزرگ قابل تعمیم دادن به موادی با ضخامت یک اتم است. ما اکنون می‌توانیم از نتایج تحقیقات یک دهه‌ی خود درباره‌ی الیاف کربنی در طراحی نسل جدید مواد مبتنی بر گرافن استفاده کنیم.»

دکتر کینلوچ نیز معتقد است که این مواد نسبتاً جدید، دارای خواص بسیار جالبی هستند که می‌توان از آنها در ساخت قطعات سبک برای استفاده در وسایل نقلیه و هواپیماهای کاراتر استفاده کرد.

این تحقیقات از سوی انجمن تحقیقاتی علوم فیزیک و مهندسی، و انجمن سلطنتی انگلستان حمایت شده‌ است.