تیمی از محققان کالج مهندسی فلوریدا در حال بررسی محدودیت های حرارتی نانومواد پیشرفته هستند، تحقیقاتی که می تواند تأثیر مستقیمی بر سیستم های دارورسانی، الکترونیک، سفرهای فضایی و سایر کاربردها داشته باشد.
به گزارش سیناپرس، تیم تحقیقاتی به سرپرستی ربکا سویت (Rebekah Sweat) استادیار مهندسی صنعتی و تولیدی، اولین مطالعه را در مورد چگونگی پایدار ماندن نانولوله‌های نیترید بور خالص شده در دماهای شدید در محیط های بی اثر، به پایان رساندند.
نانولوله های نیترید بور یا BNNT نسبت به نانولوله های کربنی قوی‌تر و در برابر دماهای بالا مقاوم‌تر هستند. آنها مانند همتاهای کربنی خود، ساختارهایی هستند که با نانومتر اندازه گیری می شوند و دارای طولی برابر با یک میلیاردم متر هستند. اما ساخت این مواد چالش برانگیز است. روش های فعلی برای نانولوله های نیترید بور جدیدتر هستند و هنوز به اندازه روش های ابداع شده برای نانولوله های کربنی نیستند، به همین دلیل است که یادگیری بیشتر در مورد نحوه عملکرد آنها مهم است.
محققان دریافتند که نانولوله های نیترید بور تا دمای ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد در یک محیط بی اثر، یعنی جو غیر فعال شیمیایی که در آن تولید می شوند، کاملاً پایدار هستند. پژوهشگران همچنین دریافتند که نانولوله‌های نیترید بور می توانند در دمای ۲۲۰۰ درجه سانتیگراد برای دوره های کوتاه مدت بدون از دست دادن خواص مکانیکی که آنها را بسیار موثر می کند، مقاومت کنند.
سویت در این باره گفت: این تحقیق در مورد کشف خاصیتی است که برای آینده بسیار مفید است. ما دانش قوی تری در مورد نحوه عملکرد نانولوله‌های نیترید بور در زمان و چگونگی شکست حرارتی داریم و نحوه ساخت این نوع کامپوزیت ها را تغییر داده ایم تا از خواص آنها بهتر استفاده کنیم.
او می افزاید: کاربردهای بالقوه برای این مواد کامپوزیتی سبک و قوی بسیار زیاد است. هر چیزی که داغ می شود، مانند توربین یا موتور، ممکن است از آنها برای عملکرد در یک محیط با دمای بالا استفاده کند. آنها رسانای حرارتی هستند، به این معنی که گرما را به سرعت پخش کرده و پایداری مکانیکی آنها تقویت ساختاری را ارائه می دهد.
نانولوله های نیترید بور نوید خاصی را برای استفاده از آنها در اکتشافات فضایی نشان می دهند. توانایی آنها برای هدایت گرما، عایق بندی جریان الکتریکی و جلوگیری از تشعشعات می تواند در کاوشگرهای فضایی یا فضاپیماها در هنگام ورود مجدد به جو زمین مورد استفاده قرار گیرد. همین ویژگی ها آنها را برای الکترونیک با کارایی بالا نیز مفید می کند.
مهول تانک (Mehul Tank) یکی دیگر از پژوهشگران این مطالعه می گوید: درک رفتار این نانولوله ها در دماهای بالا برای ایجاد موادی که می توانند در شرایط شدید مقاومت کنند، چه در ساخت و چه در استفاده نهایی، حیاتی است. همانطور که ما نحوه عملکرد آنها در این شرایط را بهتر می دانیم، می توانیم تولید بهتر کامپوزیت هایی را توسعه دهیم که از ماتریس های پردازش در دمای بالا مانند سرامیک و فلزات استفاده می کنند.
به گزارش سیناپرس، سویت در خاتمه گفت: فرآیند کاربرد و تاکید بر ترجمه تحقیقات از آزمایشگاه به صنعت با تمرکز بر تحقیقات ما می تواند روی فناوری های نوظهور هیجان انگیز تاثیر زیادی بگذارد.
شرح کامل این مطالعات در مجله تخصصی Applied Nano Materials منتشر شده است.
مترجم: سامیه خسروی زاده
No tags for this post.