کد خبر: 164781
ف
دانشمند ایرانی پلاستیک خودترمیم شونده‌ای قوی‌تر از فولاد ابداع کرد
دکتر محمد نراقی، مدیر آزمایشگاه مواد نانوساختار و استاد مهندسی هوافضا در تگزاس A&M به همراه همکارانش موفق به ابداع یک پلاستیک خودترمیم شونده شده که قوی‌تر از فولاد و سبک‌تر از آلومینیوم است. این محصول جدید که «آروماتیک ترموستینگ کوپلی‌استر»(ATSP) نام دارد، جایگزین پایدارتری برای پلاستیک‌های سنتی ارائه می‌دهد.

به گزارش ثریا -  دانشمندان آمریکایی یک کامپوزیت پلاستیکی فیبر کربنی طراحی کرده‌اند که نه تنها مانند پوست، خود را ترمیم می‌کند، بلکه شکل اولیه خود را در اثر حرارت بازیابی می‌کند و از نظر استحکام از فولاد نیز بهتر عمل می‌کند.

به نقل از آی‌ای، این ماده قابل بازیافت جدید، یک کامپوزیت پلاستیکی فیبر کربنی پیشرفته به نام «آروماتیک ترموستینگ کوپلی‌استر»(ATSP) است که توسط محققان دانشگاه تگزاس A&M و دانشگاه تولسا(Tulsa) توسعه داده شده است.

این پژوهش که توسط وزارت دفاع ایالات متحده و به رهبری دکتر محمد نراقی، مدیر آزمایشگاه مواد نانوساختار و استاد مهندسی هوافضا در تگزاس A&M تامین مالی و انجام شده است، راه را برای کاربردهای متحول‌کننده در صنایع دفاعی، هوافضا و خودروسازی هموار می‌کند.

محمد نراقی می‌گوید: آنچه واقعاً هیجان‌انگیز است این است که این ماده نه تنها فوق‌العاده بادوام است، بلکه تطبیق‌پذیر نیز است. از ترمیم فوری در هواپیماهای آسیب‌دیده گرفته تا افزایش ایمنی مسافران در وسایل نقلیه، خواص آن برای مواد آینده و نوآوری‌های طراحی فوق‌العاده ارزشمند است.

یک راهکار خود ترمیم شونده

شیمی تبادل پیوند منحصر به فرد ATSP به اجزا این امکان را می‌دهد که تَرَک‌ها و تغییر شکل‌ها را با اعمال گرما ترمیم کنند و در نتیجه آنها را به استحکام تقریباً اولیه بازگرداند یا حتی بهبود بخشد.

به گفته نراقی، تنش شدید و دمای بالا می‌تواند منجر به آسیب‌های خطرناک مواد در کاربردهای هوافضا شود. هنگامی که این آسیب به بخش مهمی از هواپیما آسیب می‌رساند، خدمه می‌توانند از قابلیت خود ترمیم شوندگی فوری این ماده برای بازیابی عملکرد آن استفاده کنند.

این فناوری همچنین نویدبخش بهبود طراحی ایمنی در خودروها است و طبق گزارش‌ها، می‌تواند شکل خودرو را پس از تصادف بازیابی کند و مهمتر از آن، با محافظت از مسافران، ایمنی را تا حد زیادی بهبود بخشد.

این ماده قابل بازیافت است و جایگزین پایدارتری برای پلاستیک‌های سنتی است. شیمی آن در طول چرخه‌های تغییر شکل چندگانه پایدار می‌ماند و آن را به گزینه‌ای قوی برای کاهش ضایعات بدون به خطر انداختن قابلیت اطمینان تبدیل می‌کند.

نراقی توضیح داد: ATSPها دسته‌ای نوظهور از ویتریمرها(vitrimers) هستند که بهترین ویژگی‌های پلاستیک‌های سنتی را با هم ترکیب می‌کنند. آنها انعطاف‌پذیری ترموپلاستیک را با پایداری ترموسِت ترکیب می‌کنند. بنابراین وقتی با الیاف کربن قوی ترکیب می‌شوند، ماده‌ای به دست می‌آید که چندین برابر قوی‌تر از فولاد و در عین حال سبک‌تر از آلومینیوم است.

ویتریمرها، دسته‌ای از پلاستیک‌ها هستند که وقتی با الیاف ناپیوسته تقویت می‌شوند، می‌توانند بارها و بارها تغییر شکل داده، خرد شوند و بدون تخریب ساختار شیمیایی خود، به اشکال جدید قالب‌گیری شوند.

آزمایش این ماده جدید

محققان برای بررسی قابلیت‌های خودترمیمی و تغییر شکل ATSP، دوام چرخه‌ای آن را با کشش و رهاسازی مکرر این ماده و در عین حال اندازه‌گیری نحوه ذخیره و آزادسازی انرژی کششی آن آزمایش و دو دمای بحرانی را شناسایی کردند. اولین دمای بحرانی، دمای گذار شیشه‌ای است که در آن زنجیره‌های پلیمری آزادانه حرکت می‌کنند. دومین دمای بحرانی، دمای انجماد است که در آن پیوندها به اندازه کافی فعال می‌شوند تا امکان ترمیم، تغییر شکل و بازیابی را فراهم کنند.

محققان در طول یک آزمایش، این کامپوزیت را تا حدود ۱۶۰ درجه سانتی‌گراد گرم کردند تا بازیابی شکل را آغاز کنند. نتایج نشان داد که نمونه‌های ATSP صدها چرخه تنش و گرمایش را بدون شکست تحمل کردند و در طول ترمیم بادوام‌تر شدند.

محققان در آزمایش دیگری، نمونه‌های آسیب‌دیده را پس از آزمایش تنش در معرض دمای ۲۸۰ درجه سانتی‌گراد قرار دادند و پس از دو چرخه کامل ترمیم آسیب، ماده تقریباً به استحکام کامل خود بازگشت، تا اینکه در چرخه پنجم، راندمان ترمیم به دلیل خستگی مکانیکی به حدود ۸۰ درصد کاهش یافت. با این حال، پایداری شیمیایی دست نخورده باقی ماند.

نراقی می‌گوید: همانطور که پوست بدن می‌تواند کشیده شود، ترمیم شود و به شکل اولیه خود بازگردد، این ماده نیز تغییر شکل می‌دهد، ترمیم می‌شود و شکل اولیه خود را به خاطر می‌آورد و از زمانی که در ابتدا ساخته شده است، بادوام‌تر می‌شود.

نراقی معتقد است که این پیشرفت چیزی بیش از یک دسته جدید از مواد است و طرحی را برای چگونگی ایجاد پلاستیک‌هایی که علم و مشارکت‌های استراتژیک می‌توانند تکامل یافته و سازگار شوند، ارائه می‌دهد.

وی در پایان گفت: از طریق آزمون و خطا، همکاری‌ها و مشارکت‌هاست که می‌توانیم کنجکاوی هیجان‌انگیز را به کاربردهای تأثیرگذار تبدیل کنیم.

این مطالعه در مجلات Macromolecules و Journal of Composite Materials منتشر شده است.

منبع : پلاستیک خود ترمیم شونده


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

افزایش پذیرش دانشجو معلم تا سه برابر ظرفیت

۹۵ درصد مدارس کشور آماده بازگشایی هستند

ارزیابی سالانه یک میلیون و ۲۰۰ هزار نوآموز در برنامه سنجش

مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی به کارشناسی ۱۴۰۵ تمدید شد

تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵

پایان نخستین دوره پسادکتری علوم ورزشی امیرکبیر با محوریت هوش مصنوعی

بزرگ‌ترین رقابت دانش‌آموزی در حوزه کوانتوم و لیزر برگزار شد

شرکت انگلیسی داده‌های مشتریانش را به هکرها داد

مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد

حمله ایران معماری هوش مصنوعی امارات را تغییر داد؛ فرار داده‌ها به کوه

چالش‌های مصوبه اخیر «ستاد ویژه ساماندهی فضای مجازی» از منظر حقوقی

مدیران ارشد هوش مصنوعی خواستار کندتر شدن پیشرفت آن شدند

قالیباف قانون ملی توسعه هوش مصنوعی را ابلاغ کرد

سهمیه ویژه کنکور برای آسیب‌دیدگان جنگ نیازمند بازنگری است

پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟

پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰

عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد

نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی

نسل امروز بی اراده‌تر از نسل قبل است؟

از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوه‌ای از حرم بانوی کرامت

حجت‌الاسلام قمی: مردم نمی‌گذارند قیمت پایان جنگ، فروختن عزت ایران باشد

جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت

خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه

«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج

چرا عرفان‌های نوپدید برای جوان امروز جذاب‌اند؟

نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال

شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد

دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) موقتا تغییر نمی‌کند؛ آغاز ایمن‌سازی

«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی

حسین علیزاده مهمان «هم‌کلام» می‌شود

بازی «بوم‌بوم» با حضور خانواده شهید طهرانی‌مقدم رونمایی شد

«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد

محرابی که منافقین را به وحشت انداخت؛ چرا مدنی باید ترور می‌شد؟

اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست

رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریم‌های علمی برنامه‌ریزی می‌کنیم

روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی

توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!

برگزیدگان ‌بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند

اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفته‌شدگان تخصصی و فوق‌تخصصی پزشکی

علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟

مهلت مجدد ثبت‌نام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵

ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاه‌ها

تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی داده‌های دانشگاهی

آمار جالب از ازدواج‌های دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواج‌های دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته

آزمون‌های کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار می‌شود

روبات‌ها در لهستان راهپیمایی کردند

ورود تاکسی‌های خودران به ناوگان اوبر در لندن

آموزش ۶۵ هزار آموزگار ابتدایی برای استفاده از ظرفیت بازی و ورزش

وزیر آموزش و پرورش: دریافت هرگونه وجه هنگام ثبت‌نام در مدارس دولتی ممنوع است

برنامه‌های «زیست عفیفانه» از مهر در مدارس اجرا می‌شود

انتظار معاونت علمی از CVCها برای سرمایه‌گذاری در ۷هزار شرکت نوپا

کارنامه نهایی و دفترچه انتخاب رشته آزمون دستیاری منتشر شد

آلمان موشک و ۵ ماهواره به مدار زمین فرستاد

ظرفیت ۶ هزارنفری دستیاری پزشکی ۱۴۰۵؛ تعیین ظرفیت تعهد مناطق محروم

تحریم علم، رفتار علمی نیست؛ باید به دنبال مسیرهای جایگزین برای انتشار آثار محققان بود

بازنمایی قدرت نرم ایران در شرایط پساجنگ و جایزه جهانی دیپلماسی

آیا اصرار بر تفاوت‌های فقهی، آب به آسیاب دشمنان وحدت اسلامی می‌ریزد؟

انتظار، منطق دینی آمادگی تاریخی برای آینده موعود

«تحول تاریخی مفهوم فلسفه» با تقدیر از پرویز ضیاء‌شهابی رونمایی می‌شود

نگاهی به حکمرانی فضای مجازی در ایران از منظر تحلیل نهادی تنظیم‌گری

نظر قرآن درباره مسئولیت اجتماعی برای میانجیگری بین اختلاف زوجین

در همایش ادیان سن پترزبورگ چه گذشت؟ تاکید ایران بر مقاومت

حل موضوع حجاب با «مسئله‌مندی مشترک»؛ مردم را درگیر مسئله وحدت کنیم

خود بنده فرهنگ درخشان تو آمد؛ آن قوم که از روی طمع، بنده تو را خواست

فروش «رویای نیمه‌شب» ۱۰۰ درصد افزایش یافت

نرگس آبیار: سینما را خودآموز یاد گرفتم

بزرگداشت جین فوندا در ونیز؛ از ترامپ بیزارم!

رونمایی از تندیس اکبر عبدی؛ هنرمندی که به خاطره‌ای ملی تبدیل شد

تصاویری از موشک بالستیک جهاد که در جریان یکی از موج‌های عملیات نصر-۲ شلیک شده بود

نگاهی به انیمیشن «سفینه نجات»؛ وقتی تعزیه با ابرقهرمانی فضایی گره می‌خورد

آغاز ثبت نام بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت

افشای هک وب سایت آلمانی توسط هوش مصنوعی اوپن ای آی

انتخاب رشته داوطلبان آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد تمدید شد

سال تحصیلی جدید دانشگاه صنعتی امیرکبیر از ۲۸ شهریور آغاز می‌شود

ظرفیت ۱۴۶ هزار نفری پذیرش در کنکور ارشد ۱۴۰۵

جان مالکوویچ در ونیز تشویق شد؛ هجوم «اسب وحشی نهم» به اسکار

دانشمندی که جواب سوال‌هایش را از آسمان می‌خواست

ادامه حاشیه‌های «آرش» و نوید؛ کیت بلانشت «الکترا» شد

کلونی در جشنواره فیلم ونیز درخشید و با شیر طلا به ترامپ تاخت

جدال دوباره ساترا و ارشاد؛ «داش آکل» وارد می‌شود

آزمون‌های کاردانی مهارتی، کارشناسی ناپیوسته و سردفتری۲۰ شهریور برگزار می‌شود

تصمیم جدید وزارت علوم درباره ساماندهی داده‌های دانشگاهی

مهلت مجدد ثبت‌نام در آزمون ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵

علت توقف طرح جدید تغذیه دانشجویی چه بود؟

آمار جالب از ازدواج‌های دانشجویی: موفقیت ۹۴ درصد ازدواج‌های دانشجویی طی ۱۲ سال گذشته

اعلام وجه التزام اسناد وثیقه پذیرفته‌شدگان تخصصی و فوق‌تخصصی پزشکی

رئیس دانشگاه تهران: برای مقابله با تحریم‌های علمی برنامه‌ریزی می‌کنیم

ابلاغ دستورالعمل حجاب به زودی در دانشگاه‌ها

برگزیدگان ‌بیستمین جشنواره ملی شیخ بهایی معرفی و تقدیر شدند

توصیه پذیرفته شدگان تیزهوشان، کدام آموزشگاه است؟!

روحانیِ پیونددهنده دین و آزادی

روبات‌ها در لهستان راهپیمایی کردند

اپل به جمع تولید کنندگان موبایل تاشو پیوست

ورود تاکسی‌های خودران به ناوگان اوبر در لندن

نگاهی به سریال «دیوار دفاعی»؛ ملی شدن صنعت نفت با چاشنی فوتبال

پیوند عرفان کلاسیک با زیست انسان معاصر در شرح فتوحات مکیه باب ۵۶۰

نسل امروز بی اراده‌تر از نسل قبل است؟

شعری از نظامی گنجوی موضوع یک انیمیشن کوتاه شد

«دهکده سلامت» یادگار یک خیر بزرگ برای بیماران صعب العلاج

مهلت انتخاب رشته آزمون دستیاری پزشکی مجدد تمدید شد

از تربت ۱۷ کیلویی تا یک میلیون سند تاریخی، جلوه‌ای از حرم بانوی کرامت

جزئیات برگزاری بیستمین آزمون سراسری قرآن و عترت

سهمیه ویژه کنکور برای آسیب‌دیدگان جنگ نیازمند بازنگری است

پارادوکس رفاه و رضایت؛ چرا مدرنیته ما را شادتر نکرد؟

نظریات و رویکردهای اسلامی در خصوص مددکاری اجتماعی

خیابان و زندگی؛ واکاوی نقش زنان در پایداری اجتماعات شبانه

«اسکورت» بر صدر فروش روزانه نشست؛ استقبال از آزادی زنان زندانی

«ململ» مهمان نمایشگاه ایران نوشت شد

تمدید مهلت ثبت نام پذیرش بدون آزمون کاردانی ویژه مهارتی سال ۱۴۰۵

عالمی که علم و مبارزه را به سنگر امامت جمعه پیوند زد