محقق ایرانی دانشگاه سیدنی، کامپوزیتی بسیار محکم تولید کرد

محقق ایرانی دانشگاه تکنولوژی سیدنی (UTS) در مقاله‌ای که اخیرا در نشریه Journal of Applied Physics به چاپ رسیده است، روشی برای تولید کامپوزیتی مبتنی بر گرافیت معرفی کرد. این ماده که ورقه گرافنی نام دارد، دارای خواص مکانیکی بسیار ویژه‌ای است که می‌تواند در صنعت خودروسازی و هواپیماسازی مورد استفاده قرار گیرد.

علیرضا رنجبر، دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک دانشگاه کاشان که اکنون در دانشگاه تکنولوژی سیدنی مشغول به تحصیل است، به همراه تیم تحقیقاتش گرافیت را آسیاب کرده و پس از خالص سازی و فیلتر کردن توانستند تغییر شکلی در گرافیت ایجاد کرده و ورقه‌های نازک گرافن را بدست آورند. ورقه گرافن ماده‌ای است که از پردازش، تغییر شکل و تغییر حالت ماده خام اولیه آن، یعنی گرافیت، ایجاد می‌شود.

آنها با استفاده از یک روش سنتزی و عملیات حرارتی، توانستند یک ماده بسیار محکم، سخت و قابل خم شدن تولید کنند. گرافن در مقایسه با فولاد، شش برابر سبکتر، دو برابر محکم‌تر بوده و قدرت کشش آن ۱۰ برابر بیشتر، دانسیته آن شش برابر کمتر و مقاومت در برابر خم شدن آن ۱۳ برابر بیشتر است.

رنجبر می گوید : تاکنون هیچکس از روش مشابه این روش و تست گرمایی برای رسیدن به چنین خواص مکانیکی استفاده نکرده است. ما در این بخش نسبت به دیگر محققان جلوتر هستیم. از آنجایی که خواص مکانیکی این گرافن سنتزی بی‌نظیر است، می‌تواند برای کاربردهای مختلف مهندسی و تجاری مفید باشد. این ماده تولید شده نه تنها محکم‌تر، سبک‌تر، سخت‌تر و انعطاف‌پذیرتر از فولاد است بلکه می‌تواند منجر به تولید محصولاتی قابل بازیافت شود که هم زیست سازگار بوده و هم ارزان‌تر است. رنجبر می‌گوید از این ماده سنتزی جدید می‌توان در صنایع خودروسازی و هوانوردی استفاده کرد به‌طوری که این ورقه‌های گرافنی منجر به تولید خودروها و هواپیماهای سبکی می‌شود که سوخت کمتری مصرف کرده، آلودگی کمتری بوجود آورده، ارزان‌تر بوده و زیست سازگار است.

او می‌افزاید شرکت‌های هواپیماسازی بزرگ نظیر بوئینگ، شروع به جایگزینی الیاف کربنی و مواد مبتنی بر کربن به‌جای فلزات کرده‌اند. ورقه گرافنی بعد از مواد نامبرده، گزینه بعدی برای تحقیق جهت استفاده در این حوزه بوده است.

تولید ورقه‌های گرافنی از گرافیت، موجب افزوده شدن ارزش بیشتر به صنایع تولیدی استرالیا می‌شود. طی دهه گذشته، مواد مبتنی بر کربن به سرعت جایگزین فلزات شده‌اند.

کشور استرالیا دارای معادن غنی گرافیت بوده که این موضوع موجب خلق فرصت مناسبی برای استفاده از آن در محصولات و صنایع شده است.

یافته‌های محققین این پروژه در قالب مقاله‌ای تحت عنوان Advanced mechanical properties of graphene paper در نشریه Journal of Applied Physics به چاپ رسیده است.