تولید الیاف‌هایی با عملکرد بالا با استفاده از نانولوله‌های کربنی

محققان دانشگاه نورث وست، موفق به ساخت نوعی الیاف شده‌اند که از چلوار محکم‌تر است. در ساخت این الیاف از نانولوله‌های کربنی و پلیمر استفاده شده و می‌توان از آن در بخش دفاعی و هوافضا استفاده کرد.

محققان دانشگاه نورث وست، موفق به ساخت نوعی الیاف شده‌اند که از چلوار محکم‌تر است.
در ساخت این الیاف از نانولوله‌های کربنی و پلیمر استفاده شده و می‌توان از آن در
بخش دفاعی و هوافضا استفاده کرد.

یک گروه تحقیقاتی متشکل از گروه‌هایی از دانشگاه‌های مختلف موفق به ساخت الیافی
محکم و مقاوم در برابر پارشدگی شده‌اند. این الیاف ترکیبی از نانولوله‌های کربنی و
پلیمر است. این گروه با استفاده از میکروسکوپ الکترونی توانستند این الیاف‌ها را در
مقیاس‌های مختلف – از مقیاس نانو تا میکرومقیاس – مورد سنجش قرار دهند که این مسئله
درک آنها را از چگونگی برهم‌کنش این رشته‌ها بهتر می‌کند.

اسپینوسا، از محققان این پروژه، می‌گوید که ما قصد ساخت الیاف‌های سفت و مستحکم را
داریم. در حوزه‌ی مهندسی ساخت الیاف، بزرگ‌ترین مسئله این است که الیاف یا باید
محکم باشد یا انعطاف‌پذیر، ما می‌خواستیم الیافی بسازیم که هر دوی این ویژگی‌ها را
دارا باشند. این الیاف پیش از پاره شدن انرژی بسیار زیادی را پخش می‌کند. استحکام
این الیاف نیز بسیار بسیار بالاست و می‌توان از آن در بخش‌‌های دفاعی و هوافضا
استفاده کرد.

این پروژه بخشی از برنامه‌ی پیشگامی تحقیق در بخش دفاعی است که به دست محققان بین‌رشته‌ای
انجام می‌شود. اسپینوسا و همکارانش 7.5 میلیون دلار از ارتش آمریکا برای کار روی
الیاف‌های مستحکم دریافت کرده‌اندو پس از اتمام پروژه، از آنها در جلیقه‌های ضد
گلوله، چترهای نجات، مواد کامپوزیتی مورد استفاده در خودروها، هواپیماها و ماهواره‌ها
استفاده می‌شود. برای تولید این الیاف‌ها، محققان از نانولوله‌های کربنی شروع کردند.
آنها برای چسباندن نانولوله‌های کربنی به یکدیگر از یک پلیمر استفاده کردند. پس از
چسباندن نانولوله‌ها به هم، آنها به هم بافته شده، الیاف را ایجاد می‌کنند. برای
تست استحکام و میزان پاره‌شدگی، این گروه تحقیقاتی از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM)
استفاده کردند. به کمک SEM، می‌توان از سطح الیاف‌ها تصویر گرفت و با آن از هرگونه
تغییر شکل احتمالی یا گسستگی الیاف‌ها مطلع شد.

این تحقیق نحوه‌ی عملکرد این ماده در مقیاس‌های مختلف را به آنها نشان داد. محققان
قصد دارند که عمل مولکول‌ها را در مقیاس‌های نانو بررسی کرده و به درک بهتری از آن
برسند تا با آن بتوانند الیاف‌های محکم‌تری در آینده تولید کنند. نتایج این تحقیقات
نشان داد که این الیاف از چلوار محکم‌تر است.

نتایج این تحقیق در نشریه‌ی ACS Nano چاپ شده‌است.