محققان كره جنوبي با مخلوط کردن يک پليمر با صفحه‌هاي اکسيد گرافن احياء شده (RGOF) و نانولوله‌هاي کربني (CNTs) در طول فرايند الکتروريسندگي، مستحکم‌ترين نخ پليمري جهان را توليد كردند.
به گزارش سرويس فناوري ايسنا، يکي از معمول‌ترين روش‌ها براي مستحکم کردن الياف پليمري، مخلوط کردن آنها با افزودني‌هايي مانند نانولوله‌هاي کربني در طول ريسندگي مرطوب است. يک نوع الياف ساخته شده با استفاده از پلي وينيل الکل (PVA) و نانولوله‌ها، استحکامي بيش از 870 ژول بر گرم دارد که بيشتر از استحکام تار عنکبوت (165 ژول بر گرم) است. در بيشتر مطالعات اخير ورقه‌هاي اکسيد گرافن احياء شده جايگزين نانولوله‌هاي کربني شده‌اند. در اين حالت، کامپوزيت‌هاي پليمري منتج به اندازه کامپوزيت‌هاي حاوي نانولوله‌ها مستحکم نيستند، ولي ارزان‌تر از آنها هستند. اکنون «سيون جيونگ کيم» در دانشگاه «هانيانگ» و همکارانش، با تقليد از ساختار تار عنکبوت يک قدم به جلو برداشته و به اين پليمر ترکيبي از نانولوله‌هاي عامل‌دار شده (رشته‌ها) و اکسيد گرافن احياء شده (صفحه‌ها) افزودند.
«کيم» مي‌گويد: در طبيعت، تار عنکبوت خيلي مستحکم و انعطاف‌پذير است و از دو نوع پروتئين نوع صفحه‌اي (نانوبلورهاي صفحه‌اي بتا، ساختار دو بعدي) و نوع رشته‌اي (رشته‌هاي بتا، ساختار يک بعدي) ساخته شده است كه ترکيب‌شان براي تقويت استحکام تار عنکبوت بسيار مهم است.
اين محققان ابتدا محلولي از نانولوله‌هاي تک‌جداره و اکسيد گرافن احياء شده را در محلول مايعي از پلي وينيل الکل اضافه کردند و سپس از محلول منتج اليافي ريسيدند. اين الياف براي افزايش بلورينگي مواد و توليد الياف مستحکم، با متانول اصلاح شدند.
ميکروسکوپ الکتروني پيمايشگر نشان داد که اکسيد گرافن و نانولوله‌ها در طول ريسندگي، تشکيل شبکه درهم تنيده‌اي مي‌دهند که به طبيعت چروکيده صفحه‌هاي اکسيد گرافن کمک مي‌کند تا بخوبي در ماتريس پليمري پراکنده شوند.
بهترين ترکيب، نسبت يک به يک بود که منجر به درجه بالايي از همراستايي خود به خود نانولوله‌ها و اکسيد گرافن در طول جهت الياف مي‌شد. دسته‌هاي نانولوله‌ها نيز به سمت گوشه‌ها و سطوح صفحه‌هاي اکسيد گرافن متمايل شدند. اين همراستايي منجر به درجه بالايي از استحکام تا بيش از 970 ژول بر گرم شد که بالاترين مقداري است که تاکنون گزارش شده است.
اين محققان جزئيات نتايج کار تحقيقاتي خود را در مجله «Nat. Commun.» منتشر کرده‌اند.
انتهاي پيام
نظرات