۱۶ مرداد ۱۳۹۶ - ۰۸:۳۶
افزایش کارایی سیالات هوشمند با فناوری نانو
محققان دانشگاه تبریز با همکاری محققان ایرانی دانشگاه تولدو آمریکا و دانشگاه تکنولوژی مالزی موفق شدند با افزودن نانوذرات، کارایی و عمر سیالات هوشمند را افزایش دهند. سیالات هوشمند به سیالاتی اطلاق می‌شود که در مواقع لزوم به جامد تبدیل می‌شوند.
به گزارش ایران اکونومیست به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو ریاست جمهوری، پیشرفت علم و تکنولوژی به سمتی است که ابزارهای سنتی را با ابزارهای پیشرفته و هوشمند که سازگارتر با محیط و تکنولوژی باشند، جایگزین کند. امروزه استفاده از سیالات هوشمند در حوزه‌های مختلفی از قبیل پزشکی، صنایع خودرو، ساخت و تولید، حسگرها و جذب ارتعاشات ناشی از زلزله استفاده می‌شوند. بنابراین تحقیق و بررسی بر روی ابزارهایی که بتوان قابلیت‌های کنترلی آن‌ها را به‌منظور افزایش ایمنی و عملکرد بالا برد، ضروری به نظر می‌رسد.
دکتر عبدالله حاج علیلو محقق دانشگاه تبریز، با اشاره به مشکلات موجود بر سر راه استفاده بهینه و طولانی مدت از سیالات هوشمند، هدف از انجام این طرح را افزایش عمر و کارایی این سیالات عنوان کرد.
وی افزود: در راستای نیل به اهداف این پژوهش از مواد طبیعی مانند عسل استفاده شده است. این امر کاهش آلودگی زیستی را در پی دارد. از سوی دیگر حضور نانوذرات در سیال موجب کاهش خورندگی سیال و افزایش کارایی آن می‌شود.
حاج علیلو ادامه داد: سیالات هوشمند به سیالات Magnetorheology معروف هستند. این سیالات هنگام قرارگیری در معرض میدان مغناطیسی از حالت مایع به جامد تغییر حالت می‌دهند و با حذف میدان مجدداً به حالت مایع برمی‌گردند. این‌گونه سیالات اساساً از ذرات مغناطیسی میکرونی، مایع حامل این ذرات و عوامل فعال سطحی تشکیل می‌شوند. این سیالات در ترمزهای هوشمند مغناطیسی، لرزه‌گیرها و دیگر وسایل قابل استفاده هستند.
محقق دانشگاه تبریز در رابطه با عیوب سیالات هوشمند و کارایی فناوری نانو در رفع این عیوب، گفت: ذرات مغناطیسی معلق در این سیالات پس از گذشت یک مدت‌زمان محدود ته‌نشین می‌شوند و سیال کارایی خود را از دست می دهند. با استفاده از ذرات مغناطیسی در اندازه‌های نانومتری، استفاده هم‌زمان از میکروذرات و نانوذرات مغناطیسی و یا پوشش دهی میکرو ذرات با نانوذرات و ایجاد ساختار هسته-پوسته؛می توان بر این مشکل غلبه کرد.
این محقق سازوکار عملکرد سیالات هوشمند را این‌گونه توصیف کرد: مکانیسم عملکرد سیالات هوشمند به این صورت است که ذرات مغناطیسی در جهت میدان اعمال شده همسو شده و تشکیل یک ساختار زنجیره‌ای شکل می‌دهند. هر چه قدرت میدان خارجی اعمال شده بیشتر باشد، استحکام تشکیل این ساختارها، به دلیل تراکنش بین ذرات مغناطیسی، بیشتر می‌شود. با حذف میدان، این ذرات دوباره به حالت اولیه بازمی‌گردند و سیال به حالت مایع برمی‌گردد. این حالت تبدیل مایع به جامد یا برعکس در حدود کمتر از 2 ثانیه اتفاق می‌افتد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر عبدالله حاج علیلو- محقق پسادکترای دانشگاه تبریز- و دکتر عباس کیانوش- عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز- است. همچنین دکتر کامیار شاملی- عضو هیأت علمی دانشگاه تکنولوژی مالزی- و دکتر حسین لووافی- محقق دانشگاه تولدو آمریکا- در این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله Applied Physics Letters با ضریب تأثیر 3.411 (جلد 110، سال 2017، از صفحه 261902) منتشر شده است.
دکتر عبدالله حاج علیلو محقق دانشگاه تبریز، با اشاره به مشکلات موجود بر سر راه استفاده بهینه و طولانی مدت از سیالات هوشمند، هدف از انجام این طرح را افزایش عمر و کارایی این سیالات عنوان کرد.
وی افزود: در راستای نیل به اهداف این پژوهش از مواد طبیعی مانند عسل استفاده شده است. این امر کاهش آلودگی زیستی را در پی دارد. از سوی دیگر حضور نانوذرات در سیال موجب کاهش خورندگی سیال و افزایش کارایی آن می‌شود.
حاج علیلو ادامه داد: سیالات هوشمند به سیالات Magnetorheology معروف هستند. این سیالات هنگام قرارگیری در معرض میدان مغناطیسی از حالت مایع به جامد تغییر حالت می‌دهند و با حذف میدان مجدداً به حالت مایع برمی‌گردند. این‌گونه سیالات اساساً از ذرات مغناطیسی میکرونی، مایع حامل این ذرات و عوامل فعال سطحی تشکیل می‌شوند. این سیالات در ترمزهای هوشمند مغناطیسی، لرزه‌گیرها و دیگر وسایل قابل استفاده هستند.
محقق دانشگاه تبریز در رابطه با عیوب سیالات هوشمند و کارایی فناوری نانو در رفع این عیوب، گفت: ذرات مغناطیسی معلق در این سیالات پس از گذشت یک مدت‌زمان محدود ته‌نشین می‌شوند و سیال کارایی خود را از دست می دهند. با استفاده از ذرات مغناطیسی در اندازه‌های نانومتری، استفاده هم‌زمان از میکروذرات و نانوذرات مغناطیسی و یا پوشش دهی میکرو ذرات با نانوذرات و ایجاد ساختار هسته-پوسته؛می توان بر این مشکل غلبه کرد.
این محقق سازوکار عملکرد سیالات هوشمند را این‌گونه توصیف کرد: مکانیسم عملکرد سیالات هوشمند به این صورت است که ذرات مغناطیسی در جهت میدان اعمال شده همسو شده و تشکیل یک ساختار زنجیره‌ای شکل می‌دهند. هر چه قدرت میدان خارجی اعمال شده بیشتر باشد، استحکام تشکیل این ساختارها، به دلیل تراکنش بین ذرات مغناطیسی، بیشتر می‌شود. با حذف میدان، این ذرات دوباره به حالت اولیه بازمی‌گردند و سیال به حالت مایع برمی‌گردد. این حالت تبدیل مایع به جامد یا برعکس در حدود کمتر از 2 ثانیه اتفاق می‌افتد.
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر عبدالله حاج علیلو- محقق پسادکترای دانشگاه تبریز- و دکتر عباس کیانوش- عضو هیأت علمی دانشگاه تبریز- است. همچنین دکتر کامیار شاملی- عضو هیأت علمی دانشگاه تکنولوژی مالزی- و دکتر حسین لووافی- محقق دانشگاه تولدو آمریکا- در این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله Applied Physics Letters با ضریب تأثیر 3.411 (جلد 110، سال 2017، از صفحه 261902) منتشر شده است.
گزارش خطا
آخرین اخبار