حفظ حالت کشسانی مواد نانولوله‌ای جدید در دماهای بالا

امروزه با استفاده از نانولوله‌های کربنی موادی ساخته شده‌است که خواص ویسکوالاستیک آنها چهار برابر بیشتر از لاستیک سیلیکونی است. لاستیک سیلیکونی، از جمله لاستیک‌هایی است که در محدوده‌ی دمایی ۵۵- تا ۳۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، می‌تواند حالت لاستیکی خود را حفظ کند، به همین دلیل از مواد پرکاربرد است.

امروزه با استفاده از نانولوله‌های کربنی موادی ساخته شده‌است که خواص ویسکوالاستیک آنها چهار برابر بیشتر از لاستیک سیلیکونی است. لاستیک سیلیکونی، از جمله لاستیک‌هایی است که در محدوده‌ی دمایی ۵۵- تا ۳۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد، می‌تواند حالت لاستیکی خود را حفظ کند، به همین دلیل از مواد پرکاربرد است.
پژوهشگران مؤسسه‌ی ملی صنایع علمی و فناوری پیشرفته‌ی تسوکوبای ژاپن(AIST)، موفق به سنتز موادی نانولوله‌ای به روش رسوب‌گذاری بخار شیمیایی شدند. این مواد خواص کشسانی مناسبی دارند، چنانچه آنها را به آرامی باز کنیم، پس از رها شدن، به شکل اولیه‌ی خود بازمی‌گردند. این مواد، می‌توانند خواص کشسانی خود را در محدوده‌ی دمایی ۱۹۶- تا ۱۰۰۰ درجه‌ی سانتی‌گراد حفظ نمایند.
این گروه تحقیقاتی به سرپرستی دکتر Ming Xu، ابتدا روی ساختارهایی از نانولوله‌‌های کربنی به نام «جنگل» تحقیق می‌کردند؛ اما در حین تحقیقات به‌طور تصادفی، نانومواد جدیدی را کشف کردند. در ساختار «جنگل» نانولوله‌های کربنی به‌سوی بالا رشد می‌کنند. زمانی‌که این گروه، کاتالیست‌های واکنش را تغییر دادند، به نانولوله‌های کربنی هم‌تراز با نظم کمتری دست یافتند و توانستند، شبکه‌ای تصادفی از نانولوله‌های کربنی به هم پیوسته را تولید کنند که رهبر گروه آن را تشبیه به یک تاکستان کرد.
سپس آنها خواص این مواد جدید را بررسی و شباهت خواص ویسکوالاستیک آنها را در دمای اتاق به لاستیک سیلیکونی کشف کردند؛ اما این نانومواد لاستیکی جدید، بر خلاف لاستیک سیلیکونی که در هنگام سرد شدن شکننده بوده و در دمای بالا نیز می‌شکند، در محدوده‌ی وسیعی از دما، حالت انعطاف‌پذیری خود را حفظ کرده، خواص مقاومتی مناسبی دارند. محققان بر این باورند که پایداری حرارتی این ماده می‌تواند ناشی از پراکنده شدن انرژی نانولوله‌ی کربنی در نقاط تحت فشار و نقاط بدون فشار محل اتصال باشد.
تاکنون تحقیقات محدودی در زمینه‌ی خواص ویسکوالاستیک نانولوله‌های کربنی انجام شده‌است. علت این امر، اکسید شدن این مواد در دمای بالاست. Xu می‌گوید:«گروه ما به دنبال یافتن کاربردهای صنعتی بیشتری برای این مواد جدید است. او بر این باور است که می‌تواند محدوده‌ی دمایی این نانومواد را تا حد زیادی افزایش دهد و از سویی دیگر ماده‌ای با خواص کشسانی بالاتر و در عین حال مقاوم‌تر و نرم‌تر با توجه به نیاز آینده تولید کند».
این مواد جدید می‌توانند در کاربری‌های فضایی یا پلاستیک‌هایی که در محیط‌های به‌شدت داغ استفاده می‌شوند، کاربرد داشته باشند؛ البته این تحقیقات هنوز در مراحل ابتدایی هستند.
پژوهشگران، یافته‌های جدیدشان در خصوص این نانومواد جدید را در مجله‌ی Science منتشر کرده‌اند.