محققین کشور مدلی برای تخمین خواص نانوکامپوزیت ها ارایه کردند

بسپار به نقل از ایرنا می نویسد، محققان دانشگاه صنعتی اصفهان با همکاری دانشگاه ˈآلتوˈ فنلاند، مدلی میکرومکانیکی ارایه داده اند که قادر به پیش بینی خواص مکانیکی انواع نانو کامپوزیت ها با زمینه پلیمری و فلزی است.
این مدل با قابلیت در نظر گرفتن نواقص موجود در نانو کامپوزیت ها قادر به ارایه یک روش مناسب و ایده آل برای تولید نانو کامپوزیتی با بهترین خواص مکانیکی است.
کاربرد این طرح در صنایعی چون صنایع هوا فضا، خودروسازی و مهندسی پزشکی خواهد بود.
کامپوزیت مخلوط فیزیکی از دو یا چند ماده مختلف است که این مواد خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خودرا حفظ کرده و مرز مشخصی را با یکدیگر تشکیل می دهند.
این مخلوط در مجموع و با توجه به برخی معیارها، خواص بهتری از هریک از اجزای تشکیل دهنده خود را دارا می باشد.
در صورتی که مواد مورد استفاده در کامپوزیت نانو ذره باشند، ماده ترکیبی، نانو کامپوزیت خواهد بود.
روش های تئوری متداولی که برای محاسبه خواص مکانیکی نانوکامپوزیت ها به کار می رود، با نتایج آزمایشگاهی منطبق نیستند.
دلیل اصلی این عدم تطابق، وجود نواقصی همچون انباشتگی و تراکم نانو مواد تقویت کننده و جدایش آن ها از زمینه کامپوزیتی است.
مدل ارایه شده منطبق بر واقعیت مسئله، توانایی در نظر گرفتن پدیده جدایش مواد تقویت کننده از ماده زمینه را، در حین بارگذاری مکانیکی، دارد.
بنابراین با محک زدن روش های مختلف تولید نانو کامپوزیت ها و بهینه سازی روش تولید آنها، دستیابی به مطلوب ترین خواص مکانیکی را امکان پذیر می کند.
استفاده از نتایج این طرح منجر به کاهش هزینه و افزایش سرعت در ساخت نانو کامپوزیت ها خواهد شد.
دکتر جیران نفر دستگردی، فارغ التحصیل مهندسی مکانیک از دانشگاه صنعتی اصفهان، لزوم انجام این تحقیق را اینگونه عنوان کرد:نانو مواد تقویت کننده در حین بارگذاری از ماده زمینه خود جدا شده و سبب ایجاد حفره هایی در ماده زمینه می شوند.
این حفره ها منجر به شروع ترک، شکست زودتر نانو کامپوزیت ها می شود.
در اکثر مدل های مورد استفاده به صورت ایده آل فرض می شود که اتصال بسیار خوبی میان ماده تقویت کننده و ماده زمینه وجود دارد و در حین بارگذاری جدایشی رخ نمی دهد.
در نظر گرفتن چنین فرضی، منجر به پیش بینی نادرست خواص مکانیکی معادل نانو کامپوزیت ها شده و میان نتایج تجربی و تئوری اختلافات قابل توجهی ایجاد می نماید.
به منظور پیش بینی درست خواص مکانیکی نانو کامپوزیت ها لازم است که نقص فوق در محاسبه خواص مکانیکی نانو کامپوزیت ها در نظر گرفته شود.
این تحقیق حاصل همکاری پروفسور محمود سلیمی ( عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی اصفهان)، پروفسور گری مارکویس(دانشگاه آلتو) و دکتر جیران نفر دستگردی است و نتایج آن در مجله Composites science and technology ( جلد 93) منتشر شده است.