مواد کامپوزیتی سازگار، دست آورد مهم در صنایع دفاعی

مواد کامپوزیتی سازگار

مهندسان آزمایشگاه تحقیقاتی ارتش ایالات متحده(ARL) و دانشگاه مریلند تکنیک هایی را ایجاد کرده اند که باعث می‌شود مواد کامپوزیتی هنگام مواجه با نور فرابنفش ۹۳٪ سخت تر و ۳۵٪ قوی تر شوند.

کنترل مواد کامپوزیتی می‌تواند قابلیت های جدیدی در طراحی، عملکرد ، تعمیر و نگهداری را برای آینده صنایع دفاع فراهم سازد.
دکتر فرانک گاردا، از محققان ARL، گفت که تمرکز این تحقیق بر روی کنترل چگونگی تعامل مولکول ها با یکدیگر است. او گفت هدف این است که ” مولکول ها به گونه ای تعامل کنند که تغییرات در ابعاد کوچک یا نانومقیاس، بتواند منجر به تغییرات مشهودی در ابعاد بزرگتر یا مقیاس بزرگ شود.”

دکتر برین گلاز، (ARL’s Vehicle Technology)، افزود: ” یک انگیزه مهم برای این کار , تمایل به مهندسی ساختارهای جدیدی است که از مقیاس نانو شروع می‌شود تا مفاهیم پیشرفته ای در روتوکرافت را فراهم آورد , اما به دلیل محدودیت‌های موجود در کامپوزیت های فعلی غیرعملی است. یکی از مهمترین قابلیت های پیش بینی شده توسط این مفاهیم، کاهش قابل توجه تعمیر و نگهداری به علت سازش هایی است که ما برای پرواز در سرعت های بالا انجام می‌دهیم. “

این روش شامل اتصال مولکول های واکنشی نور فرا بنفش به تقویت کننده هایی مانند نانولوله های کربنی می‌باشد. سپس این عوامل تقویت کننده واکنشی در یک پلیمر تعبیه می‌شوند. در معرض نور فرا بنفش، یک واکنش شیمیایی رخ می‌دهد که تعامل بین تقویت کننده ها و پلیمر افزایش می‌یابد و مواد را سخت تر و قوی تر می‌کند.
محققان گفتند که شیمی مورد استفاده در اینجا به طور کلی برای انواع ترکیبات تقویت کننده / پلیمر قابل استفاده است، در نتیجه بهره وری از این روش کنترل را بر روی طیف گسترده ای از سیستم های مواد گسترش می‌دهد.

دکتر ژونجی هوانگ، پژوهشگر دانشگاه مریلند گفت: “این تحقیق نشان می‌دهد که می‌توان از طریق مهندسی مولکولی در رابطه بین اجزای کامپوزیتی، ویژگی کل مواد این کامپوزیت‌ها را کنترل کرد. این نه تنها برای علوم بنیادی بلکه برای بهینه سازی واکنش های ساختاری نیز مهم است. “
ساختارهای آینده مبتنی بر این کار ممکن است به کامپوزیت های جدید با ساختاری کنترل شده و وزن کم کمک کنند که می‌تواند مفاهیم کم نظیری را ارائه دهد که در حال حاضر امکان پذیر نیست، مانند (soft in-plane tiltrotors). علاوه بر این، واکنش مکانیکی کنترل شده، امکان ساخت ساختارهای فضایی سازگار را فراهم می کند که به طور بالقوه می‌تواند شرایط بارگذاری مکانیکی را جایگزین کند.

دکتر یوهانگ وانگ , استاد دانشکده شیمی و بیوشیمی در دانشگاه مریلند , گفت : ” در آزمایشگاه ما در UMD ما در حال توسعه مواد نانو و شیمیایی منحصر به فرد کربن بوده‌ایم , اما زمانی که دکتر گاردی به ما پیوست, ما از چالش و فرصت جالب برای مواد کامپوزیت قابل تنظیم، آگاهی پیدا کردیم و ما با هم به چیزی دست یافته‌ایم که بسیار قابل‌توجه است .”

منبع:

http://www.materialsforengineering.co.uk