نانوکامپوزيت‌هاي پليمري با صفحات گرافن عامل‌دار
نانوکامپوزيت‌هاي پليمري با صفحات گرافن عامل‌دار
نانوکامپوزيت‌هاي پليمري با صفحات گرافن عامل‌دار
محققان در دانشگاه نورث‌وسترن و دانشگاه پرينستون، نوعي نانوکامپوزيت جديد توليد کرده‌اند که بهدليل خواص مکانيکي و گرمايي استثنايي‌اش مي‌تواند در کاربردهاي متنوعي از صنعت هواپيمايي گرفته تا پيل‌هاي خورشيدي استفاده شود. اين نانوکامپوزيت پليمري که حاوي صفحات گرافن عامل‌دار و ورقه‌ورقه‌شده است، رساناي الکتريسيته هم هست، اين محققان اميدوارند که از اين خاصيت به‌تدريج در ساخت پليمرهاي رساناي شفاف از نظر نوري و پايدار از نظر گرمايي، استفاده کنند. در اين کار گروهي، محققان دانشگاه نورث‌وسترن روي نانوکامپوزيت‌هاي پليمري کار کرده‌اند و محققان دانشگاه پرينستون نيز روشي را براي ورقه‌ورقه کردن و يا جدا کردن صفحات گرافيت به‌صورت لايه‌هاي منفرد خيلي نازک(صفحات گرافن عامل‌دارشده) توسعه داده‌اند. استفادة قبلي گرافيت در پليمرها ـ بهدليل اينکه محققان هرگز نتوانستند گرافيت ورقه‌ورقه‌شده را به دست آورند ـ چندان باعث بهبود خواص آنها نشده بود. اين امر بدين معني بود که آن گرافيت، صلب با يک مساحت سطح کم بود و فقط مي‌توانست خواص پليمر را اندکي بهبود دهد.
اما هنگامي که اين محققان حتي مقدار کمي از اين صفحات گرافن ورقه‌ورقه‌شدة جديد(مقدار فقط 05/0 درصد از اين ماده) را داخل پليمر قرار دادند، متوجه شدند که اين گرافن دماي پايداري گرمايي اين پليمر را تا 30 درجه تغيير داد، همچنين افزودن صفحات گرافن ورقه‌ورقه‌شده، حتي معادل 01/0 درصد از اين ماده، سختي پليمر را تا 33 درصد افزايش داد. اين نانوکامپوزيت پليمري جديد مبتني بر گرافن، خواص مکانيکي و گرمايي پليمر را همانند نانولوله‌هاي کربني عامل‌دارشده و حتي بهتر از آنها بهبود مي‌دهد و علاوه بر آن استفاده از آن آسان‌تر و ارزان‌تر است.
کيت برينسون، يکي از اين محققان، مي‌گويد:« اين براي اولين بار است که محققان توانسته‌اند بهبود شديد خواص اين چنيني را با مقادير واقعاً کمي از مواد مبتني بر گرافيت شرح دهند. اين صفحات گرافني اين توانايي را نيز دارند که به همان خوبي تغيير دماي پايداري گرمايي، مانع نفوذ رطوبت و گاز به داخل پليمر شوند و خواص مکانيکي را بهبود دهند؛ به طوري که اين پليمر را بادوام کرده و آن را تبديل به کانديداي مناسبي براي استفاده در کاربردهاي متنوع از صنعت هواپيما و تجهيزات ورزشي گرفته تا پيل‌هاي خورشيدي، مي‌کند. من فکر مي‌کنم اين ماده توان بالقوة بسيار زيادي دارد. با توجه به قابل دسترس بودن گرافيت و اين خواصي که ما شرح داده‌ايم، اين مادة جديد مي‌تواند که تحول بزرگي در کاربرد نانوکامپوزيت‌هاي مبتني بر کربن ايجاد کند.»
کار بعدي اين محققان مطالعة خاصيت الکترورسانايي اين پليمر است. آنها همچنين به دنبال بهبود کيفيت و بهينه کردن نتايج با هدف ايجاد پليمرهاي رساناي شفاف از نظر نوري هستند که از نظر ترمومکانيکي نيز پايدار مي‌باشند.
باشگاه مهندسان ایران
