کاهش وزن هواپیما با استفاده از فناوری نانو
مهندسان هوافضا در مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) موفق به ارائه روشی شدند که با استفاده از آن می توان استحکام مواد مورد استفاده در ساخت هواپیما را افزایش داد. با این روش می توان موادی سبک تر و محکم تر برای ساخت هواپیما تولید کرد.
امروزه شرکت هایی نظیر بوئینگ و ایرباس از کامپوزیت های پیشرفته نظیر پلاستیک های تقویت شده با الیاف کربنی با دوام و بسیار سبک برای ساخت هواپیما استفاده می کنند. چنین موادی می توانند وزن هواپیما را تا 20 درصد کاهش داده و مصرف سوخت را نیز کم کنند.
مواد کامپوزیتی ترکیباتی هستند که از ادغام دو یا چند ماده با هم ایجاد شده و خواص متفاوتی نسبت به مواد اولیه پیدا کرده اند. در حال حاضر از این روش برای تولید پلاستیک ها، سرامیک ها و بتن های تقویت شده استفاده می شود.
با این حال نمی توان گفت که تمام کامپوزیت ها به صورت یکسان از افزایش کیفیت برخوردار می شود؛ برای مثال، اگر مواد افزودنی به آلومینیوم اضافه شود، بدون ایجاد ترک دچار تغییرات شگرفی می شود. این موضوع با این شدت در مورد پلاستیک مصداق ندارد.
برای حل این مشکل محققان MIT از نانولوله کربنی استفاده کردند تا لایه های مختلف کامپوزیت را به یکدیگر متصل کنند. این نانولوله ها همانند یک چسب پلیمری وارد لایه های کامپوزیت الیاف کربنی می شوند.
این گروه تحقیقاتی نشان دادند که این کامپوزیت جدید نسبت به پلاستیک های تقویت شده با الیاف کربنی از استحکام بالاتری برخوردار هستند. آن ها دریافتند که پلاستیک بدون این که دچار ترک خوردگی شود 30 درصد افزایش استحکام را تجربه می کند.
نانولوله های کربنی با ابعاد نانومتری خود وارد ساختار هر لایه شده و با گداخته شدن در میان لایه ها موجب اتصال آن ها به هم می شود. کامپوزیت ساخته شده نسبت به بسیاری از آسیب های ساختاری مقاوم است.
نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان In-plane strength enhancement of laminated composites via aligned carbon nanotube interlaminar reinforcement در نشریه Composites Science and Technology منتشر شده است.
