ابداع یک نانوساختار قوی‌تر از الماس در دانشگاه کالیفرنیا
اخیرا دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا خبر از ساخت یک نانوساختار کربنی داده‌اند که به مراتب از الماس سخت‌تر و قوی‌تر بوده و قابلیت‌های شگفت‌انگیزی دارد. در بررسی این کشف با ما همراه باشید.
محققان دانشگاه کالیفرنیا به همراه دانشمندان موسسات دیگر به تازگی یک نانوساختار کربنی مقاوم‌تر از الماس را ابداع کرده‌اند. در طراحی و ساخت ساختار مورد نظر نوآوری‌هایی اعمال شده که تا پیش از این بی‌سابقه بوده است.
نانوساختار سخت‌تر از الماس
ساختار کربن مورد نظر در ابعاد نانومتر بوده و با طراحی معماری صفحات شبکه‌های نانو عملی شده است؛ بر اساس نسبت استحکام به چگالی، دانشمندان دانشگاه کالیفرنیا و سایر محققان این پروژه اعلام کرده‌اند که این طرح ماده‌ای را به ما می‌دهد که از الماس هم قوی‌تر خواهد بود. به صورت معمول در ساخت ننانوساختارها از خرپاهای استوانه‌ای استفاده می‌شود، اما این‌طور که به نظر می‌رسد، قرار دادن صفحاتی که فاصله سلول‌های آن‌ها کم باشد، ساختاری فوق‌العاده قوی‌تری را به وجود می‌آورد.
دانشمندان اعلام کرده‌اند که از لحاظ خواص مکانیکی، نانوساختار معمولی با استفاده از میله و تیر قدرت و استحکام کافی را نداشته و طرح جدید می‌تواند به طور میانگین قدرت ساختار و استحکام را به ترتیب ۶۳۹ و ۵۲۲ درصد افزایش دهد. برای تایید خواص مکانیکی نانوساختار کربنی ساخته شده، محققان از میکروسکوپ الکترونی روبشی که برای مشاهده سوژه‌های فوق‌العاده ریز کاربرد دارد، استفاده کردند.
برای به وجود آوردن ساختار هم یک فرآیند خاص و پیچیده مربوط به پرینترهای سه بعدی لیزری به کار رفته که با نام «نگارش لیزری مستقیم با پلیمریزاسیون دو فوتونی» شناخته می‌شود؛ برای عملی شدن این پروسه باید لیزر داخل یک قطره رزین مایع حساس به اشعه ماوراء بنفش متمرکز شود.
همچنین بخوانید:
ساخت الماس به روشی جدید، سریع و بسیار راحت!
ماده حاصل شده پس از اصابت دو فوتون نوری با مولکول‌های پلیمر، به حالت منجمد تبدیل می‌شود و با اعمال تکنیک‌های دیگر، می‌توان سلول‌ها و در نهایت صفحاتی را به وجود آورد که قطر هرکدام به نازکی ۱۶۰ نانومتر خواهد بود. یکی از جالب‌توجه‌ترین نوآوری‌های طرح دانشگاه کالیفرنیا تعبیه کردن سوراخ‌هایی در داخل صفحات بوده که امکان خارج کردن رزین اضافی را از محصول نهایی فراهم می‌کند.
و اما در قدم نهایی، صفحه‌های مربوط به شبکه‌های نانوساختار کربنی در یک کوره تحت خلا تا دمای ۹۰۰ سلسیوس به مدت یک ساعت حرارت می‌بینند تا به ساختار مکعبی دست یابیم که استحکام و سختی شگفت‌انگیزی دارد.