کد خبر ۱۰۲۸۲۱۶
تاریخ انتشار: ۰۳:۳۰ - ۱۹-۱۰-۱۴۰۳
کد ۱۰۲۸۲۱۶
انتشار: ۰۳:۳۰ - ۱۹-۱۰-۱۴۰۳

ساخت ضربه‌گیر نانویی که هم سفت و هم انعطاف‌پذیر است

ساخت ضربه‌گیر نانویی که هم سفت و هم انعطاف‌پذیر است
محققان دانشگاه ژجیانگ آئروژل گرافنی ساخته‌اند که این دو مزیت‌ را یک جا فراهم می‌کند. این کار از طریق کنترل دقیق ساختار داخلی به دست می‌آید. در تولید این مواد از ساختارهای سلسله‌مراتبی سلولی توپولوژیکی استفاده می‌شود.

محققان با کمک آئروژل ضربه‌گیری ساختند که استحکام بسیار بالایی داشته و در عین حال منعطف‌ است.

به گزارش ایسنا، توانایی جذب انرژی ضربه‌ وارد شده به یک جسم و محافظت از آن اهمیت زیادی دارد. مواد رایج که به عنوان ضربه‌گیر استفاده می‌شوند، با محدودیت‌هایی روبرو هستند، یکی از این محدودیت‌ها مقاومت در برابر تغییر شکل و یا الاستیک بودن است؛ در واقع مواد ضربه‌گیر یا باید انعطاف‌پذیر باشند یا در برابر تغییر شکل مقاومت از خود نشان دهند. این محدودیت توسعه مواد محافظ سبک وزن را محدود کرده است.

مواد سلولی که حاوی فضاهای داخلی مهندسی شده هستند، برای غلبه بر این محدودیت امیدوارکننده به نظر می‌رسند. معماری داخلی آنها از نظر تئوری می‌تواند برای بهینه‌سازی استحکام و انعطاف‌پذیری استفاده شود. با این حال، تلاش‌ها برای ایجاد چنین موادی با مشکلاتی روبرو بوده است؛ دیواره‌های سلولی ضخیم استحکام می‌دهند، اما تحت فشار می‌شکنند، در حالی که دیواره‌های نازک خم می‌شوند، اما یکپارچگی ساختاری ندارند.

رویکردهای مهندسی مانند سازه‌های قوسی شکل الاستیسیته را بهبود می‌بخشند، اما نمی‌توانند هر دو مزیت‌ را یکجا داشته باشند.

محققان دانشگاه ژجیانگ آئروژل گرافنی ساخته‌اند که این دو مزیت‌ را یک جا فراهم می‌کند. این کار از طریق کنترل دقیق ساختار داخلی به دست می‌آید. در تولید این مواد از ساختارهای سلسله‌مراتبی سلولی توپولوژیکی استفاده می‌شود.

این تیم یافته‌های خود را در مجله Advanced Materials منتشر کردند.

ساخت آئروژل‌های گرافنی فوق‌العاده سخت و بسیار  الاستیک با ساختار سلسله مراتب سلولی توپولوژیکی در این پروژه انجام شده است.

به نقل از ستاد نانو، پیشرفت کلیدی در این پروژه، در تبدیل دیواره‌های سلولی ضخیم رایج به مجموعه‌هایی از نانودیواره‌های موجدار با ضخامت فقط ۴۰ نانومتر نهفته است. این دیوارها چارچوب لانه زنبوری را تشکیل می‌دهند که نیرو را در سراسر سازه توزیع می‌کند.

هنگامی که این ساختار فشرده می‌شود، نانودیوارها بدون شکستگی خم می‌شوند و کمانی شکل می‌شوند، دقیقاً مانند نحوه جذب ضربه توسط یک جعبه مقوایی موجدار با خم کردن دیواره‌های برآمدگی‌ آن. این ویژگی به ماده اجازه می‌دهد تا شکل خود را حتی پس از فشرده‌سازی شدید بازیابی کند.

این آئروژل به سفتی ۱۲ مگا پاسکال تقریباً دو برابر مستحکم‌تر از آئروژل‌های گرافن معمولی است. با وجود این سفتی، می‌توان آن را به طور مکرر تا ۴۰ درصد فشرده کرد، بدون این که آسیب به آن وارد شود. این ماده قابلیت بازیابی خود را حتی پس از ۱۰ هزار سیکل فشرده‌سازی حفظ می‌کند.

ارسال به دوستان
سلاحی طبیعی و سالم در برابر سرطان سینه چگونه اشتباهی عجیب در طراحی یک آسمان‌خراش باعث ذوب‌شدن خودروها شد؟(+عکس) انتخاب رئیس پیشین انجمن ریاضی ایران به عنوان ادیتور برجسته اشپرینگر نیچر آیا فلوراید در آب آشامیدنی روی مغز تاثیر منفی دارد؟ پژوهشی تازه پاسخ می‌دهد شبنم قلی‌خانی، بازیگر «مریم مقدس» با استایلی گونی‌بافت و هنری در آتلیه نقاشی (+عکس) کلاه موتورسیکلت 540 میلیون تومانی! (+فیلم و عکس) معمای ریاضی هوش و تمرکز؛ کدام عدد جایگزین علامت سوال می شود؟ (به همراه پاسخ) معماری بی قرار در مهرشهر کرج / رتبه سوم گروه مسکونی آپارتمانی، جایزه معمار 1404(+تصاویر) این ۴ عادت دیجیتال را برای محافظت از چشمانتان ترک کنید تصویری متفاوت از «پل خواجو» از روی دیوار پل؛ دوران قاجار تنها فرودگاه جهان که جزرومد باندش را می‌بلعد(+عکس) خوردگی یا سولفاته شدن سر باتری خودرو؛ مفهوم و پیامدهای آن سوزش و گزگز پاها نشانه دیابت است؟‌ کاربرد غیرمنتظره ویتامین B12؛ ساخت باتری شارژشدنی و سازگار با محیط زیست ورودی میدان توپخانه و نظامیان قاجاری سوار بر اسب؛ 120 سال قبل (عکس)