تقویت کامپوزیت های پلیمری در سه بعد
محققان سوئيسي روشي ارائه کردند که با آن مي‌توان عناصر ساختاري بسيار کوچک درون ماتريس پليمري را با استفاده از ميدان مغناطيسي تراز کرد.
به گزارش سرويس فناوري ايسنا، با اين روش مي‌توان يک کامپوزيت پليمري را در سه بعد تقويت کرد، کاري که با استفاده از روش‌هاي تقويت کننده رايج امکان پذير نيست.
«آندره استوارت» از موسسه فناوري فدرال سوئيس (ETH) در زوريخ که محقق اين پروژه است، مي‌گويد: طبيعت در توليد موادي که در سه بعد تقويت شده‌اند، بسيار باهوش است. در صدف‌هاي حلزوني شکل، پوسته‌اي دولايه وجود دارد؛ پوسته دروني شامل ذرات کربنات کلسيم است که به صورت موازي با سطح تراز شده‌اند، پوسته بيروني که داراي کربنات کلسيم به شکل ميله است که عمود بر سطح هستند. اين کار موجب مي‌شود استحکام و مقاومت در برابر خستگي پوسته بيروني افزايش يافته و همچنين مانع از وارد شدن ترک‌ها از اين پوسته به پوسته دروني شود.
استوارت مي‌گويد: با استفاده از الياف و حفره‌ها مي‌توان به صورت دو بعدي کامپوزيت‌هاي پليمري را تقويت کرد، اما اين ميزان کافي نيست و بايد تراز شدن سه بعدي نظير آنچه که در صدف اتفاق مي‌افتد، در اينجا نيز تحقق يابد. در گام اول محققان بايد مقادير بسيار کمي از نانوذرات اکسيد آهن را به سطح ذرات ميکرومقياس آلومينيوم اضافه کنند تا با اين کار به آلومينيوم قابليت مغناطيسي شدن اعطا شود. البته ميله‌هاي سولفات کلسيم نيمه آبدار را نيز مي‌توان با اين روش مغناطيسي کرد. در قدم بعد بايد اين ذرات يا ميله‌ها را درون محلولي حاوي پيش ماده‌هاي پليمر نظير پلي‌اورتان، رزين‌هاي اپکسي و آکريلات وارد کرد. زماني که ميدان مغناطيسي به اين سيستم اعمال مي‌شود، ساختارهاي موجود در آن به صورت خاصي تراز مي‌شوند و به همان صورت باقي مي‌مانند تا پليمريزاسيون انجام شود.
براي اين که تقويت به صورت سه بعدي انجام شود، ساختار مي‌تواند در يک جهت در يک لايه از ماتريس پليمري تراز شده و در لايه بعدي در جهتي ديگر تراز شود. همچنين مي‌توان دو نوع ذره را درون يک نوع پيش ماده قرار داده، به شکلي که ميزان اکسيد آهن در ذره اول بيشتر از ذره دوم باشد. در اين حالت اگر ميدان مغناطيسي قوي اعمال شود، همه ذرات در يک جهت تراز مي‌شوند. اگر در ادامه، ميدان کمتري در جهت ديگري اعمال شود، ذرات داراي اکسيد آهن بيشتر، به اين ميدان پاسخ مي‌دهند.
