بهبود خواص آئروژل‌ها با استفاده از پوشش گرافنی

محققان آمریکایی موفق به بهبود آئروژل‌های نانولوله‌ کربنی شدند. آنها روی این آئروژل‌ها را با چند لایه گرافن پوشش دادند با این کار خواص الاستیک آئروژل بهبود چشمگیری پیدا می‌کند به‌طوری که بعد از یک میلیون بار فشرده شدن باز هم شکل اولیه خود را حفظ می کند.

محققان آمریکایی موفق به بهبود آئروژل‌های
نانولوله‌ کربنی شدند. آنها روی این آئروژل‌ها را با چند لایه گرافن پوشش
دادند با این کار خواص الاستیک آئروژل بهبود چشمگیری پیدا می‌کند به‌طوری
که بعد از یک میلیون بار فشرده شدن باز هم شکل اولیه خود را حفظ می کند.

آئروژل‌های نانولوله کربنی بسیار شکننده هستند اگر این مواد با گرافن
پوشانده شود دچار تغییر ساختار می‌شود به‌طوری که از یک ماده‌ای که
به‌راحتی تحت فشار شکسته می‌شود، تبدیل به ماده‌ای بسیار مقاوم می‌گردد که
حتی تحت فشار بالا شکسته نشده و پس از برداشتن فشار به حالت اولیه خود باز
می‌گردد. تاثیر شگرفی که پوشش گرافن روی آئروژل نانولوله کربنی می‌گذارد
موجب پدیدار شدن این ویژگی می‌شود در نتیجه ماده‌ای تولید می‌شود که
می‌تواند در حوزه‌های مختلف نظیر الکترونیک و مکانیک مورد استفاده قرار
گیرد.

 

 
 
پژوهشگران دانشگاه پترزبورگ نتایج
یافته‌های خود را درباره تاثیر پوشش گرافن روی آئروژل‌های نانولوله کربنی
در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رساندند. محمود اسلام از محققان این
پروژه می‌گوید ما نشان دادیم که می‌توان با استفاده از یک پوشش نانومقیاس،
شبکه نانولوله‌های کربنی شکننده را به ماده‌ای ابرالاستیک تبدیل کرد. چنین
پوششی می‌تواند خواص مقاومت در برابر خوردگی، روان‌سازی و تغییر شیمی سطح
را انجام دهد.

در ژل‌های معمولی، مواد سیال با استفاده از شبکه‌ای از اتصالات، تبدیل به
ساختاری جامد می‌شود اما در آئروژل جای سیال را گاز گرفته است. در این
پروژه محققان ژل را در دمای خاصی گرمادهی کردند، در نتیجه ماده‌ای بسیار
سبک ساخته شد که ۹۹ درصد حجم آن را هوا تشکیل می‌دهد این ماده دارای
ساختاری صلب با استحکام مکانیکی بالا است.

در این پروژه محققان روی آئروژل‌های نانولوله کربنی تحقیق کردند که از
تعلیق نانولوله‌های کربنی با طول ۹۹٫۹ درصد ساخته شده بود. آئروژل‌های
نانولوله‌های کربنی به‌دلیل برهمکنش در نودها، نقاطی که نانولوله‌ها با هم
تماس دارند، شکل می گیرند. با این حال زمانی که آئروژل‌ها تا ۹۰ درصد ابعاد
اولیه خود متراکم می‌شوند، دچار تغییر شکل شده و ساختار اولیه‌شان فرو
می‌ریزد که این موضوع مانعی بر سر راه استفاده از آنها است.

برای فائق آمدن بر این مشکل، محققان یک تا پنج لایه گرافن روی این سطح
نشاندند با این کار چرخه منقبض شدن و بازگشت به شکل اولیه این ساختار به
بیش از یک میلیون بار رسید. این در حالی است که خواص دیگر این ساختار نظیر
تخلخل و هدایت الکتریک آن همچنان باقی می‌ماند.