اینجا، در دنیای کلان، همه ما هر از گاهی احساس خستگی می کنیم. همین امر در مورد بسته‌های نانولوله‌های کربنی نیز صدق می‌کند، صرفنظر از اینکه اجزای جداگانه آنها چقدر کامل هستند.
مطالعه‌ای در دانشگاه رایس محاسبه می‌کند که چگونه استرس و کرنش بر نانولوله‌های «کامل» و روی نانولوله‌های جمع‌آوری‌شده در الیاف تأثیر می‌گذارد، و نشان می‌دهد که در حالی که الیاف می‌توانند در طول زمان تحت بارهای چرخه‌ای از بین بروند، خود لوله‌ها می‌توانند کامل بمانند. طول عمر لوله ها یا الیاف آنها در محیط مکانیکی آنها می تواند عملی بودن آنها را برای کاربردها تعیین کند.
این باعث شد مطالعه ای که در دستاوردهای علمیبرای نظریه پرداز مواد برنج بوریس جاکوبسون، دانشجوی فارغ التحصیل نیتان گوپتا و استادیار اوگنی پنف از دانشکده مهندسی رایس جورج آر. براون مهم است. آنها با استفاده از تکنیک‌های شبیه‌سازی پیشرفته مانند روش جنبشی مونت کارلو، اثرات تنش چرخه‌ای بر نانولوله‌ها را کمی‌سازی می‌کنند. آنها امیدوارند که به محققان و صنعت راهی برای پیش بینی طول عمر الیاف نانولوله یا سایر اتصالات تحت شرایط خاص ارائه کنند.
پنف گفت: "وابستگی زمانی استحکام یا دوام نانولوله‌های جداگانه مدت‌هاست که در گروه ما مورد مطالعه قرار گرفته است و ما اکنون در حال بررسی عواقب آن در صورت بارگذاری چرخه‌ای لوله‌ها و الیاف یا مجموعه‌های آنها هستیم." آزمایش‌های متعددی اخیراً گزارش داده‌اند که نانولوله‌های کربنی و گرافن بدون آسیب پیشرونده آسیب‌های خستگی فاجعه‌باری را متحمل می‌شوند. به اندازه کافی کنجکاو و غافلگیرکننده بود که دوباره علاقه را برانگیخت و در نهایت ما را وادار به اتمام این کار کرد.
[embed]https://www.youtube.com/watch?v=g6hOb9PUgTo[/embed]
نانولوله‌های کربنی بی‌نقص که یکی از قوی‌ترین ساختارها در طبیعت به حساب می‌آیند، تمایل دارند به همین شکل باقی بمانند، مگر اینکه ضربه‌های شدیدی از ماهیت شکننده‌شان استفاده کند و آنها را تکه تکه کند. از طریق شبیه‌سازی‌های مقیاس اتمی، محققان دریافته‌اند که در شرایط محیطی، و حتی در صورت خم شدن یا اعوجاج، نانولوله‌ها به خوبی با استرس معمول مقابله می‌کنند. هنگامی که نقص نقطه ای (همچنین به عنوان نقص Stone-Wales شناخته می شود) به طور خود به خود رخ می دهد، اثرات روی این نانولوله های "خستگی ناپذیر" ناچیز است.
آنها دریافتند که همان اصول در مورد گرافن بی عیب اعمال می شود.
اما وقتی میلیون‌ها نانولوله در رشته‌ها یا پیکربندی‌های دیگر به هم متصل می‌شوند، نیروی واندروالسی که نانولوله‌های موازی را به یکدیگر متصل می‌کند، مانع از لغزش نمی‌شود. در اوایل سال جاری، محققان نشان دادند که چگونه اصطکاک بین لوله‌ها به اتصالات قوی‌تر بین نانولوله‌ها منجر می‌شود و مسئول استحکام باورنکردنی آنها است. با استفاده از این مدل، آنها اکنون در حال آزمایش هستند که چگونه خستگی می تواند تحت بارهای چرخه ای رخ دهد و چگونه این در نهایت منجر به شکست می شود.
[embed]https://www.youtube.com/watch?v=ZczIwQpcfIE[/embed]
هر بار که فیبر نانولوله کشیده یا کشیده می‌شود، پس از آزاد شدن کشش، بیشتر شکل اولیه خود را به دست می‌آورد. "بیشتر" کلید است. لغزش کمی باقی مانده است و این می تواند با هر چرخه افزایش یابد. این انعطاف پذیری است: تغییر شکل با بازیابی ناقص غیرقابل برگشت.
گوپتا توضیح داد: بارگذاری چرخه ای الیاف نانولوله باعث می شود که لوله های مجاور بسته به اینکه در کدام بخش از چرخه قرار دارند، بلغزند یا به یکدیگر نزدیک شوند. "این لغزش مساوی نیست و باعث ایجاد کلی تنش در هر چرخه می شود. به آن کرنش جغجغه ای می گویند، زیرا تنش کل همیشه در یک جهت افزایش می یابد، همانطور که یک جغجغه در یک جهت حرکت می کند."
[embed]https://www.youtube.com/watch?v=0BoWMafjcE8[/embed]
محققان خاطرنشان کرده اند که الیاف پیشرفته باید بتوانند با مقاومت در برابر لغزش اجتناب ناپذیر بر خطر آسیب غلبه کنند.
گوپتا گفت: «همانطور که می‌دانیم، برخی از بهترین استراتژی‌ها برای تولید الیاف نانولوله می‌توانند به استحکام کششی بالاتر از 10 گیگا پاسکال (GPa) منجر شوند که برای استفاده روزمره آنها شگفت‌انگیز است. از آزمایشات ما همچنین دریافتیم که حد دوام آنها می تواند 30٪ -50٪ باشد، به این معنی که حداقل تا 3 الیاف GPa می توانند تقریباً عمر بی پایانی داشته باشند. این برای استفاده از آنها به عنوان مصالح ساختاری با چگالی کم امیدوارکننده است."
نقل قول: دانشمندان محاسبه می کنند که نانولوله های کربنی و الیاف آنها چگونه خستگی را تجربه می کنند (2021، 22 دسامبر)، استخراج شده در 22 دسامبر 2021 از https://phys.org/news/2021-12-scientists-carbon-nanotubes-fibers- fatigue.html
این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هرگونه معامله منصفانه به منظور تحقیق یا مطالعه خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوا فقط برای مقاصد اطلاعاتی ارائه شده است.
[ad_2]
مقالات مشابه
- استخر پیش ساخته 2.صفر - The next مرحله
- یک تکنیک سریعتر برای تنظیم مجدد زنجیره های کوانتومی پیشنهاد شده است
- اعزام از یک بیماری همه گیر: "من احساس نقض شده است.' این مرد می گوید که او از کار اخراج شد برای 'ناخالص نافرمانی' برای امتناع از فاش کردن مادر خود COVID-19 تشخیص
- حکم تجاوز به حقوق یک بار دیگر نشان می دهد متزلزل طبیعت از دیوان عالی کشور به اکثریت محافظه
- درک جدید از واکنش گیاهان به مواد مغذی می تواند استراتژی های مدیریت کود را بهبود بخشد
- Johnny Manziel vouches برای نوار-باشگاه بال فرود آمد که لو ویلیامز در قرنطینه
- بگویید: چرا بازار سهام رالی است که در واقع سیگنالینگ یک "غیر طبیعی" بهبود اقتصادی نه یک V-شکل coronavirus ارتجاعی
- CityWatch: سی دی سی تایید می کند که کروناویروس در حال حاضر در شهر نیویورک که اروپا ممنوعیت سفر به اثر رفت در مارس
- NFL از دست رفته نقص آشکار در شکست پاس دخالت حکومت
- Anti-مستند کلانترها تماس های تشکیل دهنده قدرت به عقب براند در coronavirus محدودیت