مجلة عالم التكنولوجيا
مجلة تكنولوجية شاملة

دراسة: مادة الأنابيب النانوية الكربونية أفضل من الصلب في امتصاص الصدمات

57

أستمع الي المقال


عالم التكنولوجيا     ترجمة

 

نظرًا لأن المواد المضادة للرصاص تثبت أهميتها يومًا بعد يوم في ساحة المعركة بين أوكرانيا وروسيا طوّر مجموعة من العلماء مادة مصنوعة من الأنابيب النانوية الكربونية، والتي تتفوق على الصلب بخصائصها الكيميائية الفريدة.

عند العمل على مواد واقية من الرصاص يعتبر الباحثون وزن المادة موضوعًا رئيسيًا من أجل الحفاظ على الوحدات المدرعة متحركة مع الحفاظ عليها آمنة؛ لذلك طور فريق من المهندسين من جامعة ويسكونسن ماديسون مادة الأنابيب النانوية الكربونية للدروع.

ويعتمد تطوير مادة الأنابيب النانوية الكربونية على الشكل؛ حيث تأتي المادة علي شكل أسطوانات صغيرة من الكربون لها نفس سماكة ذرة واحدة. وقد أظهرت هذه المادة، التي تسمى “الأنابيب النانوية الكربونية”، سمات واعدة كمواد من الجيل التالي في مختلف المجالات، مثل مكافحة تغير المناخ أو إنقاذ الأرواح.

– تفاصيل دراسة تطوير مادة الأنابيب النانوية الكربونية

 

استخدم مؤلفو الدراسة أنابيب نانوية كربونية متعددة الجدران ودمجوها معًا؛ لإنشاء مادة مقاومة للرصاص. وقد تم استخدامها لأنها أظهرت خصائص امتصاص تأثير في بحث سابق.

تعقيبًا على هذا الأمر قال “راماثاسان ثيفاماران”؛ أستاذ مساعد في الفيزياء الهندسية بجامعة ويسكونسن ماديسون، والذي قاد الدراسة الجديدة: ” هذه المواد الليفية النانوية جذابة للغاية للتطبيقات الوقائية؛ لأن الألياف النانوية تتمتع بالقوة والمتانة والصلابة المتميزة مقارنة بالألياف الكبيرة”.

وأوضح “ثيفاماران”: “لقد أظهرت مادة الأنابيب النانوية الكربونية أفضل امتصاص للطاقة حتى الآن، وأردنا أن نرى ما إذا كان بإمكاننا تحسين أدائها”.

عند اكتشاف خصائص مادة الأنابيب النانوية الكربونية تمكن الفريق العلمي من إنتاج روابط هيدروجينية بين الألياف؛ ما أدى إلى قفزة هائلة في الأداء. والرابطة الهيدروجينية هي رابطة ديناميكيةيمكن أن تتكسر باستمرار وتتم إعادة تشكيلها مرة أخرى؛ ما يسمح لها بتبديد كمية كبيرة من الطاقة من خلال هذه العملية الديناميكية.

وبالإضافة إلى ذلك توفر روابط الهيدروجين مزيدًا من الصلابة لهذا التفاعل، الأمر الذي يقوي حصيرة الألياف النانوية. وعندما تم تعديل التفاعلات البينية تمكن الباحثون من تحسين أداء تبديد الطاقة بنسبة 100 في المائة تقريبًا وبسرعات تصادم تفوق سرعة الصوت”.

وقد تم اختبار المادة الجديدة باستخدام نظام اختبار تأثير القذيفة الدقيقة، والذي يطلق الرصاص الصغير بسرعات متفاوتة على المواد. وأظهرت نتائج الاختبار أن المادة الجديدة أكثر حماية ضد الصدمات عالية السرعة من الألواح الفولاذية.

أخيرًا يقول الباحثون إن مادة الأنابيب النانوية الكربونية لديها القدرة على السماح للمركبات الفضائية بامتصاص التأثيرات من الحطام الفضائي عالي السرعة.

 

المصدر

 

اقرأ أيضًا:

ابتكار مادة بلاستيكية جديدة أقوى بمرتين من الفولاذ

 

الرابط المختصر :
close

مرحبا 👋

سعداء بالتواصل معكم
قم بالتسجيل ليصلك كل جديد

نحن لا نرسل البريد العشوائي! اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا لمزيد من المعلومات.

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.