از قاب گوشی تا موشک، تحت‌تاثیر کشف جدید دانشمندان!

[ad_1]

به گزارش خبرگزاری خبرآنلاین، محققان می‌گویند که این مولکول می تواند دوام همه چیز، از قاب‌های پلاستیکی تلفن گرفته تا موشک‌ها را افزایش دهد.

پلیمرها به دلیل هزینه کم، چگالی کم، خواص عایق حرارتی و الکتریکی خوب و مقاومت بالا در برابر خوردگی، تقریباً در هر اقلامی که در زندگی روزمره استفاده می‌شوند، یافت می‌شوند. با این حال قرار گرفتن مداوم در معرض گرما و سرما باعث انبساط و انقباض مواد از جمله پلیمرها می‌شود که در نهایت منجر به خراب شدن آنها می شود.

مواد مختلف با سرعت‌های متفاوتی منبسط و منقبض می‌شوند، برای مثال فلزات و سرامیک‌ها کمتر از پلیمرها منقبض می‌شوند. محققان آزمایشگاه ملی ساندیا در ایالات متحده، مولکولی را تغییر داده‌اند که وقتی به پلیمر اضافه می‌شود، دوام ماده را افزایش می‌دهد تا شبیه فلز شود.

اریکا ردلاین، دانشمند موادی که تیم تحقیقاتی را رهبری می‌کند می‌گوید: این مولکول واقعاً یک مولکول منحصربه‌فرد است که وقتی آن را گرم می‌کنید، به جای اینکه منبسط شود، در واقع با تغییر شکلش منقبض می‌شود. هنگامی که این مولکول به یک پلیمر اضافه می‌شود، باعث می‌شود که پلیمر کمتر منقبض شود و به مقادیر انبساط و انقباض مشابه فلزات برخورد کند. داشتن یک مولکول که مانند فلز رفتار می‌کند، خیلی مهم و قابل توجه است.

ایده توسعه این مولکول که محققان نامی از آن نبرده‌اند، از شکایت کارمندان کمپانی ساندیا در مورد شکنندگی گوشی‌هایی که از مواد مختلفی ساخته شده‌اند که هرکدام به روش‌های متفاوتی به گرما و سرما واکنش نشان می‌دهند، به وجود آمد.

ردلاین گفت: گوشی خود را در نظر بگیرید که دارای یک محفظه پلاستیکی است که به صفحه شیشه‌ای متصل شده‌است، و داخل آن، فلزات و سرامیک ها یک مدار را تشکیل می‌دهند. این مواد همگی پیچ، چسبانده یا به نوعی به هم چسبیده‌اند و با سرعت‌های مختلف شروع به انبساط و انقباض می‌کنند و به یکدیگر فشار وارد می‌کنند که این مسئله می‌تواند باعث ترک خوردن یا تاب برداشتن آنها در طول زمان شود.

محققان می‌گویند این مولکول می‌تواند انقلابی در نحوه استفاده از پلیمرها در طیف وسیعی از کاربردها، از جمله الکترونیک، سیستم‌های ارتباطی، پنل‌های خورشیدی، قطعات خودرو، تخته‌های مدار، طراحی‌های هوافضا، سیستم‌های دفاعی و کف سازی ایجاد کند.

جیسون داگر، مهندس شیمی ساندیا می‌گوید: این مولکول نه تنها مشکلات فعلی را حل می‌کند، بلکه فضای طراحی را برای نوآوری‌های بیشتر در آینده به طور قابل توجهی باز می‌کند.

محققان می‌گویند یک مزیت این مولکول این است که می‌توان آن را در قسمت‌های مختلف پلیمر در درصدهای مختلف در طی پرینت سه بعدی وارد کرد.

داگر گفت: شما می‌توانید ساختاری را با یک سری رفتارهای حرارتی خاص در یک منطقه و سایر رفتارهای حرارتی را در منطقه دیگر برای مطابقت با مواد در قسمت های مختلف مورد چاپ کنید.

این مولکول با حذف پرکننده‌های سنگین به کاهش وزن مواد نیز کمک می‌کند. اغلب، مواد معدنی مانند کربنات کلسیم، سیلیس، خاک رس، کائولن و کربن به عنوان پرکننده اضافه می‌شوند تا قالب‌گیری و شکل‌دهی پلیمر را آسان‌تر کرده و پایداری آن را را تضمین کنند.

داگر گفت: این مولکول ما را قادر می‌سازد کارهای بسیار سبک‌تری برای صرفه‌جویی در جرم انجام دهیم. این امر به طور ویژه‌ای هنگام پرتاب یک ماهواره مهم است. هر گرمی که بتوانیم کم کنیم، اهمیت بسزایی دارد.

محققان تاکنون فقط مقادیر کمی از این مولکول را ایجاد کرده‌اند، اما در حال کار بر روی راهی برای افزایش تولید آن هستند. در حال حاضر، حدود ۱۰ روز طول می کشد تا بین ۷ تا ۱۰ گرم از این مولکول تولید شود.

چاد استایگر، شیمیدان آلی که مسئول ایجاد این مولکول است می گوید: متاسفانه سنتز این مولکول خیلی طولانی است. سنتز طولانی تر برابر است با زمان بیشتر و پول بیشتر. معمولاً سنتزهای پنج تا شش مرحله ای در مواد با ارزش بالاتر مانند داروها مشاهده می شود. پلیمر هر چه ارزان‌تر باشد، استفاده از آن در مقیاس وسیع بهتر است.

با این وجود، محققان در مورد کاربردهای موثر این مولکول خوش بین هستند.

اریک ناگل، یکی از اعضای تیم تحقیقاتی گفت: هیچ چیزی شبیه به این مولکول وجود ندارد. من واقعاً از امکانات این فناوری و کاربردهایی که می تواند با آن مرتبط باشد، هیجان زده هستم.

منبع: scitechdaily