الهام از طبیعت برای تولید موادی با قابلیت خود حسگری

تاریخ : ۲۳ اردیبهشت ۱۴۰۱

تعداد بازدید : ۱۲۴

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی

محققان با الهام از ساختار زیستی طبیعی، مواد پلیمری ساختند که می تواند قابلیت های خود حسگری داشته باشد و از سلامت خود خبر دهد!

در مقاله ای با عنوان Multifunctionality of Nanoengineered Self‐Sensing Lattices Enabled by Additive Manufacturing که در مجله Advanced Engineering Materials منتشر شده است، محققان نشان دادند که با ترکیب نانولوله های کربنی و پلاستیک می تواند ساختارهای جدیدی تولید کرد.

 

آنها توانستند یک سری طرح‌های پیچیده با معماری متخلخل ایجاد کنند که به کاهش وزن کلی هر طرح و به حداکثر رساندن عملکرد مکانیکی کمک می‌کند.

 

طرح‌های سلولی این تیم شبیه به مواد متخلخل موجود در دنیای طبیعی است، مانند کندو، اسفنج و استخوان که سبک وزن بوده، اما قوی هستند.

 

محققان بر این باورند که مواد سلولی آنها می‌تواند کاربردهای جدیدی در پزشکی، پروتز و طراحی خودرو و هوافضا پیدا کند، جایی که مواد با چگالی کم و سخت با توانایی بیش از حد خود حسی مورد تقاضا هستند.

 

در این مقاله، محققان ویژگی‌های جذب انرژی و خودحسگری سه طرح نانومهندسی مختلف را که با استفاده از مواد سفارشی خود چاپ کرده بودند، مورد بررسی قرار دادند. این طرح‌ها از جنس پلی‌پروپیلن و نانولوله‌های کربنی چند جداره ساخته شده‌ بودند.

 

دکتر کومار گفت: «طبیعت چیزهای زیادی برای آموزش به مهندسان در مورد چگونگی ایجاد تعادل بین خواص و ساختار برای ایجاد مواد سبک وزن با کارایی بالا دارد. ما از این اشکال برای توسعه مواد سلولی جدید خود الهام گرفتیم که مزایای منحصر به فردی را نسبت به مواد معمولی ارائه می‌دهد. کوپلیمر پلی پروپیلنی که ما انتخاب کردیم قابلیت پردازش، مقاومت در برابر دما، سازگاری بهتر محصول و استحکام ضربه بهتر را ارائه می‌دهد. نانولوله‌های کربنی به استحکام مکانیکی آن کمک می‌کنند و در عین حال رسانایی الکتریکی را ایجاد می‌کنند. ما می‌توانیم میزان تخلخل را انتخاب کنیم.»

 

مواد سبک‌وزن، سخت‌تر و خود حس‌گر مانند این‌ ترکیبات، پتانسیل زیادی برای کاربردهای عملی دارند. آن‌ها می‌توانند به ساخت بدنه خودروهای سبک‌تر و کارآمدتر کمک کنند. حتی می‌توان از آنها برای ایجاد اشکال جدیدی از الکترودهای معماری برای باتری ها استفاده کرد.»

منبع : https://phys.org/news/2022-05-nature-inspired-self-sensing-materials.html

نظر شما