محققان ژاپنی به بررسی نانوکویل‌هایی از جنس کربن پرداخته‌اند. در این پژوهش آنها رفتار کششی این کویل‌ها را تحت فشار مورد بررسی قرار داده‌اند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد شباهت‌هایی میان رفتار این نانوکویل‌ها و فنرهای صنعتی وجود دارد.
شباهت رفتاری میان نانوکویل‌های کربنی با فنرهای صنعتی
محققان ژاپنی به بررسی نانوکویل‌هایی از جنس کربن پرداخته‌اند. در این پژوهش آنها رفتار کششی این کویل‌ها را تحت فشار مورد بررسی قرار داده‌اند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهد شباهت‌هایی میان رفتار این نانوکویل‌ها و فنرهای صنعتی وجود دارد.
نانوکویل‌های کربنی ساختارهایی هستند که از نانوالیافی به شکل فنر تشکیل شده‌اند از این ساختارها می‌توان در حوزه‌های مختلف نظیر فنرهای مکانیکی، نشر کننده‌های نوری و نانوسلنوئیدها (سیم پیچ‌های نانومقیاس) استفاده کرد. با این که این نانوکویل‌ها کاربردهای متعددی به‌خصوص در سیستم‌های الکترومکانیکی دارند اما تاکنون اطلاعات اندکی درباره رفتار ساختاری این مواد تحت فشار کششی منتشر شده است.
اخیرا مقاله‌ای توسط تایی‌چیرو یونمورا و همکارانش از دانشگاه صنعتی تویوهاشی تحت عنوان Torsion fracture of carbon nanocoils به چاپ رسیده است که در آن خواص شکستگی هشت نانوکویل کربنی که توسط پرتو یون متمرکز شده (FIB) اصلاح شده، بررسی شده است.
تست نانوکویل کربنی به این شکل انجام شده است: نانوکویل کربنی درون سیستم پرتو یون متمرکز شده، روی یک نوک پیمایشگر تنگستن به قطر ۵۰۰ نانومتر ایجاد می‌شوند. این نوک به حرکت در آمده تا به نانوکویل کربنی بچسبد این کار با استفاده از پرتو یون پلاتین انجام می‌شود اگر از پرتو یون سیلیسیم استفاده شود انتهای نانوکویل کربنی بریده خواهد شد.
تست نانوکویل کربنی به این شکل انجام شده است: نانوکویل کربنی درون سیستم پرتو یون متمرکز شده، روی یک نوک پیمایشگر تنگستن به قطر ۵۰۰ نانومتر ایجاد می‌شوند. این نوک به حرکت در آمده تا به نانوکویل کربنی بچسبد این کار با استفاده از پرتو یون پلاتین انجام می‌شود اگر از پرتو یون سیلیسیم استفاده شود انتهای نانوکویل کربنی بریده خواهد شد.
در قدم بعد این پیمایشگر چسبیده به نانوکویل کربنی به یک زیرلایه سیلیسیومی نزدیک می‌شود به‌صورتی که نانوکویل کربنی با صفحه سیلیسیومی زاویه ۹۰ درجه داشته باشد این کار به‌قدری ادامه پیدا می‌کند که نانوکویل کربنی به زیرلایه سیلیسیومی چسبیده و کاملا عمود شود. با تغییر تدریجی فاصله میان زیرلایه سیلیسیوم و پیمایشگر تنگستن می‌توان فشار کششی را روی هشت نانوکویل کربنی اندازه‌گیری کرد.
در این پژوهش رفتار کشیدگی نانوکویل کربنی درون دستگاه FIB مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات نشان داد که نانوکویل کربنی بعد از شکسته شدن دوباره به حالت اولیه خود باز می‌گردد. بنابراین می‌توان گفت رفتار فنرمانند نانوکویل کربنی در این آزمایش تایید شده است. نتایج به‌دست آمده در این پژوهش نشان می‌دهد که نسبت میانگین کشش ۸ نانوکویل کربنی تقریبا ۱۵۰ درصد است.
در این پژوهش رفتار کشیدگی نانوکویل کربنی درون دستگاه FIB مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایشات نشان داد که نانوکویل کربنی بعد از شکسته شدن دوباره به حالت اولیه خود باز می‌گردد. بنابراین می‌توان گفت رفتار فنرمانند نانوکویل کربنی در این آزمایش تایید شده است. نتایج به‌دست آمده در این پژوهش نشان می‌دهد که نسبت میانگین کشش ۸ نانوکویل کربنی تقریبا ۱۵۰ درصد است.
بیشترین نسبت فشار میانگین روی سطوح شکسته شده بین ۱٫۳ تا ۱٫۷ تخمین زده می‌شود که نشان می‌دهد بیشترین تمرکز روی لبه‌های داخلی کویل است. نتایج به‌دست آمده از میکروسکوپ روبشی پیمایشی (SEM) نشان می‌دهد که یک بخش توخالی در لبه داخلی تمام سطوح شکسته شده وجود دارد.
نقطه آغازین شکسته شدن نانوکویل کربنی در لبه داخلی بوده که این پدیده دقیقا در فنرهای استیل صنعتی که در خودروها به‌کار می‌رود نیز رخ می‌دهد.
