محققان آمريکايي با انجام شبيه‌سازي کامپيوتري به بررسي تاثير افزودن مواد مختلف به سطح نانولوله‌هاي کربني پرداختند.

به گزارش سرويس فناوري ايسنا، محققان در اين شبيه‌سازي مولکول‌هاي پليمري را روي سطح نانولوله قرار داده و در نهايت خواص مکانيکي نانولوله کربني را مورد بررسي قرار دادند. نتيجه کار نشان داد كه با افزودن پليمر به نانولوله کربني خواص مکانيکي و هدايت گرمايي سيستم افزايش يافته است.

نانولوله‌هاي کربني مي‌توانند به‌ عنوان افزودني به مواد مختلف اضافه شوند. در اين فرايند که با افزوده شدن نانو لوله کربني به ماده انجام مي‌شود، خواص جديدي به ماده مورد نظر افزوده مي‌شود. براي مثال با اصلاح سطح مواد، خواصي مانند ضد آب بودن در شيشه خودروها ايجاد مي‌شود. به همين دليل محققان حوزه‌هاي مختلف مانند هوافضا، حسگري، تصفيه آب و... به تحقيق پيرامون اين ماده علاقه نشان مي‌دهند.

نانولوله‌هاي کربني از جنس الماس هستند، اما ساختار متفاوتي دارند. به ‌همين دليل خواص الکتريکي، مکانيکي و گرمايي آنها نيز متفاوت خواهد بود. نانولوله‌هاي کربني به ‌طور طبيعي به ‌صورت طنابي شکل چيده مي‌شوند که دليل اين موضوع جاذبه واندروالسي ميان آنها است.

«سادهان جان» استاد پليمر دانشگاه «آکرون»، روي اين خواص جالب نانولوله‌هاي کربني مطالعه کرده است. براي اين کار او از شبيه سازي ساختار مولکولي استفاده کرده که در مرکز ابر کامپيوترهاي «اوهايو» موجود است.

«جان» مي‌گويد: بزرگترين مانع بر سر استفاده از نانولوله‌هاي کربني، تجمع آنها در اثر جاذبه واندروالسي و همچنين برهمکنش الکترواستاتيکي ميان نانولوله‌هاي کربني منفرد است.

دو راهبرد اصلي عامل‌دار کردن «کووالانسي» و «غيرکووالانسي» براي افزودن ترکيبات مختلف به نانولوله‌ها وجود دارد. در عامل‌دار کردن کووالانسي، پيوند شيميايي با اتم‌هاي کربن سطح ايجاد مي‌شود که موجب تغيير خواص گرافيتي نانولوله کربني مي‌شود که شامل خواص مکانيکي، هدايت الکتريکي و استحکام است. در راهبرد عامل‌دار کردن غيرکووالانسي، از ارتباط دادن مولکول‌ها استفاده مي‌شود که در آن زنجيره پليمري به نانولوله کربني به ‌هم متصل شده و در نهايت مقاومت به ترک خوردن بهبود مي‌يابد.

«جي فنگ» از محققان اين پروژه مي‌گويد: شبيه سازي نانوکامپوزيت‌هاي پليمري در محلول به شکلي است که فشار زيادي روي پردازشگر کامپيوتر وارد مي‌کند. در راهبردي که ما پيش گرفتيم، قدرت تفکيک شبيه‌سازي براي بخش‌هايي نظير پديده‌هايي که در نزديکي سطح نانولوله کربني اتفاق مي‌افتد، افزايش يافت. براي بخش‌هاي ديگر سيستم نظير حرکت مولکول‌هاي حلال از قدرت تفکيک پايين استفاده شد.

اين گروه تحقيقاتي در شبيه سازي خود مولکول‌هاي نانولوله کربني را روي سطح ماده به ‌صورت غيرکووالانسي قرار دادند که نتيجه کار نشان داد خواص مکانيکي و هدايت گرمايي سيستم افزايش يافته است.

در اين تحقيق روي درک بيشتر مکانيسم جذب مولکول‌هاي پليمري از فاز محلول روي سطح نانولوله کربني تک جداره تمرکز شده است. از نانولوله‌هاي کربني تک جداره که روي ديواره‌هاي آن ترکيبات پليمري نشانده شده، مي‌توان در توليد حسگرها استفاده کرد.

انتهاي پيام