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
- اگر می خواهید برنده شوید، اکنون فلسفه داروهای گیاهی خود را تغییر دهید!
- گفتگو: که حکم دادگاه عالی در لوئیزیانا سقط جنین مورد نبود یک پیروزی بزرگ برای نرم افزار-انتخاب طرفداران پس از تمام
- حاشیه: Elon Musk خود را می اندازد 'پشتیبانی کامل' پشت این نامزد انتخابات ریاست جمهوری — و نه جو بایدن یا دونالد مغلوب ساختن پیشی جستن
- دلتا با استناد به نگرانی های بهداشتی قطره خدمات به 10 فرودگاه های ایالات متحده. است شما در لیست هستید ؟
- پانزده کارمندان سابق واشنگتن تیم NFL ادعا آزار و اذیت جنسی در محل کار در هر گزارش
- شرکت صادرات و واردات کالاهای مختلف از جمله کاشی و سرامیک و ارائه دهنده خدمات ترانزیت و بارگیری دریایی و ریلی و ترخیص کالا برای کشورهای مختلف از جمله روسیه و کشورهای حوزه cis و سایر نقاط جهان - بازرگانی علی قانعی
- مغلوب ساختن پیشی جستن حملات خود CDC دانشمندان بیش از چگونه به بازگشایی مدارس با خیال راحت
- آنچه رفت را اشتباه در جنوب, اولین COVID-19 سنبله است و این منطقه آماده شود ؟
- پلی اتیلن در تهران
- دانشمندان در حال کشف محدودیت های یادگیری ماشینی برای مدل های هیدروژنی هستند