بهینه سازی روش تولید نانوکامپوزیت ها

به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، کامپوزیت ترکیبی است از چند ماده متمایز، به طوری که اجزای آن به آسانی قابل تشخیص از یکدیگر باشند. ترکیب کردن یا همان کامپوزیتی کردن، به منظور تغییر دادن و بهینه کردن خواص فیزیکی و شیمیایی مواد انجام می شود.
نانوکامپوزیت، همان کامپوزیت در مقیاس نانومتر است. نانوکامپوزیت ها از دو فاز تشکیل می شوند. در فاز اول ساختاری بلوری در ابعاد نانو ساخته می شود که زمینه یا ماتریس کامپوزیت به شمار می رود. در فاز دوم ذراتی در مقیاس نانو به عنوان تقویت کننده برای استحکام، مقاومت، هدایت الکتریکی به فاز اول یا ماتریس افزوده می شود. تولید نانوکامپوزیت ها با یک سری عیوب در ساختار نیز همراه است که خواص کلی نانوکامپوزیت را تحت تأثیر قرار می دهد. رفع این گونه عیوب می تواند کارایی و عملکرد نانوکامپوزیت ها را به صورت چشمگیری بهبود بخشد.
مهندس سید علیرضا هاشمی پژوهشگر دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد ، ایجاد حباب و عدم پراکندگی مناسب را یکی از عیوب بسیار تأثیرگذار در تولید نانوکامپوزیت ها دانست و افزود: در این تحقیق یک روش جدید به منظور کاهش میزان قابل توجه حباب ها و پراکندگی نانوذرات به صورت همگن در زمینه ی نانوکامپوزیت معرفی شده است.
وی خاطرنشان کرد: این روش موجب کاهش هزینه های ناشی از تخریب نانوکامپوزیت در مرحله ساخت و همچنین هزینه های تعمیر و نگهداری را کاهش می دهد. به علاوه سرعت ساخت نانوکامپوزیت ها نیز به صورت قابل توجهی افزایش پیدا می کند.
در این روش با اعمال شوک خلاء حباب های حبس شده در ساختار ماده نانوکامپوزیتی به سطح ماده انتقال می یابند و از ساختار حذف می شوند. با کاهش میزان حباب ها و همچنین یکنواختی و همگنی ساختار نانوکاموزیت، سطح مقطع مؤثر ماده یکنواخت تر شده و این موضوع موجب بهبود خواص فیزیکی و ساختاری از جمله افزایش هدایت الکتریکی و جذب بالای امواج الکترومغناطیس می شود.
به گفته ی هاشمی در پژوهش حاضر تأثیر ناشی از حضور حباب در ساختار نانوکامپوزیت بر خواص فیزیکی و ساختاری نانوکامپوزیت نانوتیوب های کربنی تک جداره/رزین اپوکسی مورد بررسی قرار گرفته است. از روش اعمال شوک جهت حذف حباب های موجود در ساختار استفاده شده است. در این راستا، خاصیت هدایت الکتریکی و جذب امواج الکترومغناطیس برای نانوکامپوزیت حاوی حباب و بدون حباب مورد ارزیابی قرار گرفته است.
طبق نتایج به دست آمده از آزموآن های هدایت الکتریکی و جذب امواج الکترومغناطیس، مشخص شد کاهش میزان حباب به میزان 98 درصد، هدایت الکتریکی به میزان 58319/594 درصد و جذب امواج الکترومغناطیس به میزان 63/921 درصد افزایش یافته است.
این تحقیقات حاصل تلاش های مهندس سید علیرضا هاشمی- دانش آموخته ی مقطع کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد- و سید مجتبی موسوی- محقق دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز دانشگاه شیراز- است. نتایج این کار در مجله Composites: Part A (جلد 90، سال 2016، صفحات 457 تا 469) به چاپ رسیده است.