محققان سوئیسی روشی ارائه کردند که با آن می‌توان عناصر ساختاری بسیار کوچک درون ماتریکس پلیمری را با استفاده از میدان مغناطیسی تراز کرد. با این روش می‌توان یک کامپوزیت پلیمری را در سه بعد تقویت کرد، کاری که با استفاده از روش‌های تقویت کننده رایج امکان پذیر نیست.
تقویت کامپوزیت‌ها در سه بعد
آندره استوارت از موسسه فناوری فدرال سوئیس (ETH) در زوریخ که محقق این پروژه است می‌گوید طبیعت در تولید موادی که در سه بعد تقویت شده‌اند، بسیار باهوش است. در صدف‌های حلزونی شکل، پوسته‌ای دولایه وجود دارد: پوسته درونی شامل ذرات کربنات کلسیم بوده که به‌صورت موازی با سطح تراز شده‌اند، پوسته بیرونی که دارای کربنات کلسیم به‌شکل میله بوده که عمود بر سطح هستند. این کار موجب میشود استحکام و مقاومت در برابر خستگی پوسته بیرونی افزایش یافته و همچنین مانع از وارد شدن ترک‌ها از این پوسته به پوسته درونی شود.
استوارت می‌گوید با استفاده از الیاف و حفره‌ها می‌توان به‌صورت دو بعدی کامپوزیت‌های پلیمری را تقویت کرد اما این میزان کافی نیست و باید تراز شدن سه بعدی نظیر آنچه که در صدف اتفاق می‌افتد در اینجا نیز تحقق یابد. در گام اول محققان باید مقادیر بسیار کمی از نانوذرات اکسید آهن را به سطح ذرات میکرومقیاس آلومینیوم اضافه کنند تا با این کار به آلومینیوم قابلیت مغناطیسی شدن اعطا گردد. البته میله‌های سولفات کلسیم نیمه آبدار را نیز می‌توان با این روش مغناطیسی کرد. در قدم بعد باید این ذرات یا میله‌ها را درون محلولی حاوی پیش ماده‌های پلیمر نظیر پلی‌اورتان، رزین‌های اپکسی و آکریلات وارد کرد. زمانی که میدان مغناطیسی به این سیستم اعمال میشود، ساختارهای موجود در آن به‌صورت خاصی تراز می‌شوند و به‌همان صورت باقی می‌مانند تا پلیمریزاسیون انجام میشود.
برای این که تقویت به‌صورت سه بعدی انجام شود، ساختار می‌تواند در یک جهت در یک لایه از ماتریکس پلیمری تراز شده و در لایه بعدی در جهتی دیگر تراز شود. همچنین می‌توان دو نوع ذره را درون یک نوع پیش ماده قرار داده به شکلی که میزان اکسید آهن در ذره اول بیشتر از ذره دوم باشد. در این حالت اگر میدان مغناطیسی قوی اعمال شود، همه ذرات در یک جهت تراز می‌شوند. اگر در ادامه میدان کمتری در جهت دیگری اعمال شود، ذرات دارای اکسید آهن بیشتر، به این میدان پاسخ می‌دهند.
