ساخت مستحکم‌ترین نانوالیاف جهان

 

یک تیم تحقیقات بریتانیایی موفق به ساخت مستحکم‌ترین نانوالیاف جهان از جنس سیلیکا شده‌ است که می‌تواند تغییرات شگرفی در حوزه ساخت کامپوزیت‌ها ایجاد کند.

در سراسر جهان پژوهشگران بسیاری به دنبال ساخت کامپوزیت‌های مستحکم و بسیار سبک هستند. در نانوالیاف ساخت پژوهشگران دانشگاه ساوت‌همپتون از رشته‌های نانوسیم فاقد نقص ساختاری استفاده شده‌ است.

نانولوله‌های کربنی، ساختاری بسیار مستحکم دارند اما این استحکام تنها زمانی تجلی پیدا می‌کند که طول نانولوله کوتاه باشد؛ در واقع نانولوله‌های چند میکرونی استحکام بالایی ندارند. بنابراین باید به دنبال ماده‌ای بود که در ابعاد چند متری نیز بتواند استحکام بالایی داشته باشد.

از این رو محققان بریتانیایی روی ساخت نانوالیافی سبک از جنس سیلیکا کار کردند و در نهایت نانوالیافی ارائه کردند که در عین داشتن استحکام بالا می‌تواند طولی در حد چند هزار کیلومتر داشته باشد.

این یافته محققان موجب شده تا شرکت‌های مختلفی از صنایع دریایی، حمل و نقل و ایمنی نسبت به این یافته جدید علاقه‌مند شوند. در حال حاضر پژوهشگران به دنبال یافتن کاربردهای احتمالی این محصول هستند.

محققان این پروژه می‌گویند: در فرآیند تولید الیاف سنتزی، استحکام بالا اهمیت زیادی دارد همچنین وزن کم و نقص ساختاری اندک پارامترهای مهمی محسوب می‌شوند. معمولا برای افزایش استحکام باید قطر الیاف را افزایش داد؛ این در حالی است که افزایش قطر موجب افزایش وزن می‌شود، اما ما در این پروژه نشان دادیم که با کاهش قطر نانوالیاف سیلیکا استحکام آنها افزایش یافته و در عین حال وزن نانوالیاف کاهش می‌یابد.

یافته اخیر محققان می‌تواند آینده کامپوزیت‌ها را تغییر دهد و تاثیر زیادی روی صنایع دریایی، هوایی و ایمنی داشته باشد. این نانوالیاف ۱۵ برابر از فولاد مستحکم‌تر بوده و ۱۰ برابر از پلاستیک‌های تقویت شده با شیشه قوی‌تر است. بنابراین می‌توان مقدار ماده مصرفی در ساخت هواپیماها، کشتی‌ها و غیره را کاهش داد که این کار موجب کاهش وزن سازه می‌شود، این در حالی است که استحکام افزایش یافته است.

سیلیکا و اکسیژن، عناصر سازنده این نانوالیاف، در طبیعت به وفور یافت می‌شوند؛ بنابراین تولید انبوه این ساختار بسیار ارزان خواهد بود. این پروژه با حمایت مالی ۵۰۰ هزار پوندی انجمن سلطنتی انجام شده‌ است.