رکورد رسانایی با سیم های نانولوله کربنی جدید شکست
دانشگاه فارسی: الیاف نانولوله کربنی دو جداره(DWCNTFs) تراز و چگالی نانولوله ها را بطور قابل توجهی بهبود بخشیده اند که منجر به شکستن رکورد رسانایی شده است.
به گزارش دانشگاه فارسی به نقل از ایسنا، محققان چینی نانولوله کربنی بسیار بادوامی ساخته اند که می گویند رسانایی رکوردشکنی دارد.
الیاف نانولوله کربنی دو جداره(DWCNTFs) با بهره گیری از روش «ریسندگی مرطوب با جت خشک»( dry-jet wet spinning) ساخته می شوند. این تکنیک تراز و چگالی نانولوله های کربنی را بطور قابل توجهی می افزاید.
الیاف نانولوله کربنی دو جداره به دست آمده با این روش، هدایت الکتریکی رکوردشکن را نشان می دهند و می توانند چگالی جریان بالایی را حمل کنند. آنها همین طور دارای استواری کششی قوی ۱.۶۵ گیگا پاسکال هستند.
بگفته تیم لابراتوار ملی علوم مواد شن یانگ(Shenyang)، این ماده می تواند در هوافضا و سایر صنایع مهم همچون ذخیره انرژی استفاده گردد.
نوآوری پیشرفته الیاف نانولوله کربنی دو جداره
الیافی با کارایی بالا و هدایت الکتریکی قوی، استواری و سختی عالی برای جایگزینی مس معمولی در کاربردهای مختلف مورد نیاز است.
نانولوله های کربنی(CNT) به سبب خواص قوی شان ایده آل هستند، اما وقتی نانولوله ها به الیاف بزرگ تبدیل می شوند، این مزایا کاهش پیدا می کند.
بگفته پژوهشگران، ریسندگی مرطوب روشی متداول برای ساخت الیاف CNT است که به رسانایی بالا و استواری معقول دست می یابد، اما به سبب مقاومت در مقابل تماس و برهم کنش های ضعیف بین آنها، همچنان در مقایسه با نانولوله های کربنی منفرد کم می آورد.
تراز و بسته بندی نانولوله های کربنی عوامل کلیدی موثر بر عملکرد الیاف هستند. تَرَک های به وجود آمده در طول تولید الیاف از انتشار ناهموار نیز با بوجودآوردن منافذ نامنظم عملکرد را کم می کنند.
پژوهشگران برای مقابله با این چالش ها الیاف نانولوله کربنی را با بهره گیری از روش پیشرفته «ریسندگی مرطوب با جت خشک» بهبود دادند. این تکنیک کیفیت الیاف را با تراز کردن بهتر پلیمرها و کاهش ترک ها بهبود می بخشد که تا حالا برای نانولوله های کربنی استفاده نشده بود.
پژوهشگران در این مطالعه از این روش برای ساخت الیاف نانولوله کربنی دو جداره با رسانایی و حمل جریان بالا استفاده کردند. آنها با موفقیت الیاف نانولوله کربنی دو جداره بلند و با وزن مولکولی بالا را با شکاف هوای پایدار ساختند و به تراز و چگالی عالی رسیدند.
رسانایی رکوردشکن الیاف نانولوله کربنی دو جداره
تحقیقات این تیم نشان میدهد که این الیاف، رسانایی الکتریکی بی سابقه ای را به دست می آورند و به ۸۶ درصد رسانایی مس می رسند که معیاری برای عملکرد الکتریکی متعالی است.
این الیاف علاوه بر رسانایی چشم گیر، دارای استواری کششی ۱.۶۵ گیگا پاسکال هستند که یکی از بالاترین استواری ها در الیاف تولید شده با این روش است.
پژوهشگران همین طور دوام این الیاف را ارزیابی کردند و دریافتند که یکپارچگی و رسانایی آنها حتی بعد از بالاتر از ۵۰۰۰ چرخه خمش همچنان حفظ می شود.
بگفته این تیم بهبود عملکرد الیاف، چالش های قبلی مربوط به مقاومت تماسی و برهمکنش های ضعیف بین لوله ای را برطرف می کند که نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در فناوری الیاف نانولوله های کربنی است.
الیاف یا فیبر کربن هم اکنون استانداردی برای مواد با کارایی بالا در بخش های پیشرفته مانند هوافضا است و شرکت های ایرباس و بوئینگ از کامپوزیت های تقویت شده با فیبر کربن در ماژول های هواپیمای خود استفاده می نمایند.
اما نانولوله های کربنی ممکنست عملکرد بهتری از فیبر کربن داشته باشند و کارایی بیشتری را فراهم آورند و راه های جدیدی را جهت استفاده باز کنند.
نانولوله های کربنی از زمان کشف در سال ۱۹۹۱ به عنوان یکی از انقلابی ترین مواد شناخته شده اند. پژوهشگران بالاتر از ۲۰ سال است که تولیدات خودرا با آنها بهبود می بخشند و چین در خط مقدم تحقیقات و بهینه سازی آنها قرار دارد.
گروه شن یانگ با بوجودآوردن دستگاه جدیدی که نانولوله ها را فشرده و تراز می کند، پروسه ریسندگی را بهبود بخشیده است.
جزییات این پژوهش در مجله Advanced Functional Materials انتشار یافته است.
منبع: دانشگاه فارسی
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب