Ultimate magazine theme for WordPress.

الیاف نانولوله های کربنی با عملکرد بالا برای صنعت

0

الیاف نانولوله های کربنی با عملکرد بالا برای صنعت

 

الیاف نانولوله های کربنی با عملکرد بالا برای صنعت
سطح مقطع فیبر تولید شده در دانشگاه رایس حاوی ده ها میلیون نانولوله کربنی است. آزمایشگاه به طور مداوم روش خود را برای تولید الیاف بهبود می بخشد ، که آزمایشات نشان می دهد اکنون از Kevlar قوی تر است. اعتبار: گروه تحقیقاتی پاسکوالی

الیاف نانولوله های کربنی با عملکرد بالا برای صنعت الیاف نانولوله های کربنی ساخته شده در دانشگاه رایس اکنون قوی تر از کولار هستند و رسانایی مس را افزایش می دهند.

آزمایشگاه برنج مهندس شیمی و بیومولکولی ماتئو پاسکالی در کربن گزارش داد که قوی ترین و پیشرفته ترین الیاف رسانا هنوز ساخته شده از کلاس کربن از طریق یک فرایند چرخش مرطوب نانولوله ها .

دانشکده ها : در مطالعه جدید که توسط دانشجویان تحصیلات تکمیلی رایس ، لورن تیلور و الیور دیویی انجام شد ، محققان خاطرنشان کردند که الیاف نانولوله کربنی مرطوب چرخانده ، که می تواند منجر به موفقیت در بسیاری از کاربردهای پزشکی و مواد شود ، از هر دو برابر قدرت و رسانایی برخوردار است. سه سال ، روندی که تقریباً دو دهه طول می کشد.

گرچه این ممکن است هرگز از قانون مور تقلید کند ، که معیار پیشرفت تراشه های رایانه ای برای دهه ها است ، اما پاسکوالی و تیم او در تلاشند روشی را که برای ساخت الیاف نانولوله های کربنی پیشگام بودند ، پیش ببرند.

الیاف نخ مانند آزمایشگاه ، با ده ها میلیون نانولوله در مقطع عرضی ، برای استفاده به عنوان پل برای ترمیم قلب آسیب دیده ، به عنوان رابط های الکتریکی با مغز ، برای استفاده در کاشت حلزون ، به عنوان آنتن های انعطاف پذیر و برای برنامه های خودرو و هوا فضا مورد مطالعه قرار گرفته است.

آنها همچنین بخشی از Harbon Hub هستند ، یک ابتکار تحقیقاتی چند دانشگاهی که در سال ۲۰۱۹ توسط رایس با حمایت Shell ، Prysmian و Mitsubishi برای ایجاد آینده ای با میزان تولید صفر تولید شد.

“الیاف نانولوله کربن مدتهاست که به دلیل ویژگیهای برتر بالقوه خود مورد تبلیغ قرار می گیرند.” “دو دهه تحقیق در رایس و جاهای دیگر این پتانسیل را به واقعیت تبدیل کرده است. اکنون ما به تلاش جهانی برای افزایش کارایی تولید نیاز داریم تا بتوان این مواد را با انتشار دی اکسید کربن صفر و بالقوه با تولید همزمان هیدروژن پاک تولید کرد.” p >

تیلور گفت: “هدف این مقاله ارائه خصوصیات ثبت شده الیاف تولید شده در آزمایشگاه ما است.” “این پیشرفت ها بدان معنی است که ما اکنون از نظر قدرت از Kevlar پیشی گرفته ایم که برای ما یک دستاورد بزرگ است. فقط با دو برابر شدن دیگر ، ما از قوی ترین الیاف موجود در بازار پیشی خواهیم گرفت.”

الیاف انعطاف پذیر Rice دارای مقاومت کششی ۴٫۲ گیگاپاسکال (GPa) در مقایسه با ۳٫۶ GPa برای الیاف Kevlar هستند. فیبرها به نانولوله های طولانی با تبلور بالا احتیاج دارند. یعنی آرایه های منظم حلقه های اتم کربن با نقص کم. دیوی گفت: محلول اسیدی استفاده شده در فرآیند برنج همچنین به کاهش ناخالصی هایی که می توانند در قدرت فیبر تداخل داشته باشند کمک می کند و از طریق دوپینگ باقیمانده باعث افزایش خواص فلزی نانولوله ها می شود. وی با اشاره به مساحت سطح نانولوله های ۱۲ میکرومتر استفاده شده در الیاف برنج ، طول یا نسبت ابعاد نانولوله ها مشخصه تعیین کننده ای است که باعث ایجاد پیوندهای بهتر ون در والس می شود. . “همچنین به ما کمک می کند تا همکاری کنندگانی که نانولوله های ما را تولید می کنند با کنترل تعداد ناخالصی های فلزی از کاتالیزور و آنچه که ما ناخالصی های کربن آمورف می نامیم ، برای پردازش محلول بهینه شوند.”

محققان گفتند که رسانایی فیبرها به ۱۰/۹ مگا سیمن (میلیون سیمن) در متر بهبود یافته است. دیویی گفت: “این اولین بار است که الیاف نانولوله کربنی از آستانه ۱۰ مگا سنس عبور می کند ، بنابراین ما به ترتیب جدیدی برای الیاف نانولوله دست پیدا کرده ایم.” وی که از نظر وزن نرمال است ، گفت: الیاف برنج حدود ۸۰٪ از رسانایی مس را بدست می آورند.

“تیلور گفت:” اما ما از سیم پلاتین پیشی می گیریم ، که برای ما موفقیت بزرگی است ، “و هدایت حرارتی الیاف از هر فلز و هر الیاف مصنوعی بهتر است ، به جز الیاف گرافیت گام.” p >

هدف آزمایشگاه این است که تولید الیاف برتر را به اندازه کافی کارآمد و ارزان انجام دهد تا بتواند در مقیاس وسیع در صنعت ادغام شود. پردازش محلول در تولید انواع دیگر الیاف ، از جمله Kevlar معمول است ، بنابراین کارخانه ها می توانند از فرآیندهای آشنا و بدون محلول مجدد عمده استفاده کنند.

“مزیت روش ما این است که اساساً از طریق plug-and-play انجام می شود.” “ذاتاً مقیاس پذیر است و با روشی که از قبل الیاف مصنوعی سازگار است متناسب است. “”

“این تصور وجود دارد که نانولوله های کربنی هرگز قادر به بدست آوردن تمام خواصی که مردم طی دهه های گذشته بیش از حد تحت فشار قرار داده اند نیستند”. “اما ما سال به سال دستاوردهای خوبی کسب می کنیم. این آسان نیست ، اما هنوز هم معتقدیم که این فناوری دنیا را تغییر خواهد داد.”

همکار نویسندگان مقاله ، رابرت هیدریک ، فارغ التحصیل برنج هستند. دانشجویان تحصیلات تکمیلی ناتسومی کوماتسو و نیکلاس مارکز پراکا. جف وهمایر ، استادیار مهندسی مکانیک ؛ و جونیچیرو کونو ، استاد مهندسی کارل اف. هاسلمان و استاد مهندسی برق و کامپیوتر ، فیزیک و نجوم و علوم مواد و مهندسی نانو. پاسکوالی A.J. است. استاد هارتسوک مهندسی شیمی و بیومولکول ، شیمی و علوم مواد و مهندسی نانو.

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.