هرج و مرج کربن را محکم‌تر می‌کند

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به‌نقل از MIT News، فیبرکربن سال‌هاست که به‌عنوان ماده‌ای فوق‌سبک و شکل‌پذیر، در صنایع هوایی و خودروسازی مورد استفاده قرار می‌گیرد اما یکی از ویژگی‌های این ماده این است که برای شکل‌دادن به آن باید از حرارت بهره گرفت و این کار استحکام فیبرکربن را کاهش می‌دهد.

محققان مؤسسه تکنولوژی ماساچوست در آمریکا، MIT، در تحقیقات خود دریافتند که نوعی رزین پس از پخته شدن در دمای مشخصی، مقاومت و چگالی ایده‌آلی از فیبر کربن را به‌دست می‌دهد که تاکنون مورد استفاده قرار نگرفته است. این تحقیق مشخص کرد که مولکول‌های محلول «فنول فرمآلدئید» در صورت پخت در دمای خاصی، بدون نظم گرفتن و مرتب چیده شدن، به‌صورت تصادفی با یکدیگر پیوند می‌گیرند که این منجر به ساخت فیبر کربنی با مقاومت بالا و به همان سبکی سابق می‌شود. درواقع دمای پخت موجب می‌شود که اتم‌های کربن از هم جدا شده و سپس در ساختاری سه‌بعدی با یکدیگر پیوند برقرار کنند که نه‌تنها موجب استقامت بسیار زیاد در فیبر حاصل می‌شود بلکه چگالی آن‌را نیز بالا نمی‌برد و این به‌معنی به‌دست آوردن فیبر کربنی محکم‌تر اما بدون اضافه‌وزن است.

این پژوهش نشان داد که در صورتی‌که فنول فرمآلدئید را در دمای 1832 فارنهایت یا 1000 درجه سانتیگراد، در کوره بپزیم، ساختار ایده‌آل آن به‌دست می‌آید و اگر این دمای پخت افزایش یابد، ساختار مولکولی شروع به منظم شدن کرده و از استحکام فیبر کربن حاصل کاسته می‌شود. پژوهشگران معتقدند که صنایع هوافضا و خودروسازی آینده می‌توانند بهره زیادی از این یافته‌ها برای ساختن وسایل نقلیه‌ای که به انازه کافی مقاومت و به همان اندازه سبک هستند، بگیرند اما کاربرد ویژه دیگری نیز برای این فیبر کربن وجود دارد. این فیبرکربن جدید می‌تواند برای ساخت نانوتیوب‌های کربن به‌کار گرفته شود تا حداکثر کشسانی (الاستیزیته) یا خاصیت فنری را در این نانوتیوب‌ها ایجاد کند، این ویژگی در سنسورهایی که نیازمند نانوتیوب‌ها هستند بسیار مهم است.

مترجم: محمدرضا احمدی‌نیا