۰۷ تیر ۱۳۹۶

ماده‌ شگفت‌انگیزی سبک‌تر از هوا

ماده‌ شگفت‌انگیزی سبک‌تر از هوا

گروهی از محققان آلمانی موفق به تولید ماده‌ای مستحکم و سبک به نام Aerographite شده‌اند که می‌ تواند با داشتن خاصیت رسانایی الکتریکی و ویژگی‌های مطلوب مکانیکی‌ در ساخت نسل جدید قطعات الکترونیکی مورد استفاده قرار گیرد.

ماده سبک تصویری از ماده‌ی آئروگرافیت زیر میکروسکوپ الکترونی

 

همانطور که از نام آئروگرافیت برمی‌آید، این ماده ترکیبی از کربن و هواست، آئروگرافیت ساختاری متشکل از نانولوله‌های کربنی دارد که زنجیروار به هم متصلند؛ این ماده تیره، غیرشفاف و با قابلیت جذب نور بالا است و سبک‌ وزن‌‌ ترین ماده‌‌ای است که تا به حال ساخته شده است.

وزن این ماده حدود ۰٫۲ میلی‌گرم در هر سانتی‌مترمکعب است و این یعنی ۶ برابر سبکتر از هوا و ۴ مرتبه سبکتر از ماده‌ای که شش ماه پیش رکورد سبک‌ وزن‌ترین ماده‌ی ساخته شده را از آن خود کرده بود!

ساختار آئروگرافیت بصورت مشبک و دارای منافذ بسیار ریز است و این منافذ توسط مولکول‌های هوا پر می‌شوند. در واقع اگر بتوانید به نحوی هوا را از منافذ ریز آن خارج کنید، ماده در هوای پیرامون بصورت معلق باقی خواهد ماند .

ماده سبک جذب نور لیزر سبز و عدم عبور آن از ماده

خصوصیات مکانیکی این ماده نیز بسیار جالب توجه است. معمولا مواد سبک وزن در مقابل نیروی فشاری مقاومت خوبی دارند، ولی در برابر نیروی کششی خوب عمل نمی‌کنند. آئروگرافیت هم در برابر کشش و هم فشار مقاومت بسیار خوبی از خود بروز می‌دهد. این ماده با قابلیت ارتجاعی‌ای که دارد، حتی اگر تا ۹۵ درصد فشرده شود، بدون هیچ‌گونه آسیبی به حالت اولیه‌ خود برمی‌گردد.

داشتن همزمان ویژگی‌هایی همچون سبکی، رسانایی الکتریکی و مقاومت بالا در برابر نیروی فشاری و کششی در این ماده، این ماده را متمایز ساخته و باعث می‌شود کاربردهای بسیاری را برایش متصور شد، از تصفیه‌ آب و هوا گرفته تا ساخت باطری‌هایی کم وزن که امکان تراکم بیشتر و ظرفیت بالاتر دارند و می‌توان آن‌ها را در نسل‌های بعدی اتومبیل‌های الکتریکی به کار بست؛ و یا از آن برای تولید اَبَرخازن‌هایی که به مراتب کارایی بالاتری نسبت به نمونه‌های فعلی دارند، استفاده کرد.

از دیگر کاربردهای احتمالی می‌توان به افزودن قابلیت رسانایی به مواد نارسانا همچون انواع پلاستیک‌ها اشاره کرد، بدون آنکه وزن آن‌‌ها افزایش یابد؛ و یا استفاده در قطعات الکترونیکی در صنایع هوافضا و ماهواره ‌ها که قطعه به دلیل شرایط خاص محیط کاری ناگزیر به تحمل لرزش‌ها و ارتعاشات بالاست.

در اینجا می‌توانید ویدیویی از خاصیت رسانش الکتریکی در آئروگرافیت را تماشا کنید. میله‌ای باردار به ماده نزدیک می‌شود و ماده با جذب بارها شارژ شده و سپس با تماس مجدد با سطح میز دشارژ می‌گردد.

گروه تحقیقاتی‌ که متشکل از محققانی از دانشگاه‌های Kiel و Hamburg در آلمان است، جزئیات این اکتشاف را به تفصیل در جدیدترین نسخه از ژورنال علمی Advanced Material منتشر نموده است

 

  مروری بر اشکال ماده آئروگرافیک :

مروری بر اشکال ماده آئروگرافیک

a: نمای میکروسکوپی
b تا d: ساختار درهم تنیده سه‌بعدی با بزرگ‌نمایی‌های مختلف
e تا h: شبکه‌های توخالی آئروگرافیت
i: شبکه حباب‌مانند آئروگرافیت
l: آئروگرافیت با قالب‌ریزی به شکلی درآمده که در وسط آن یک شکل لوله‌ای پیدا کند

+ منابع:  mashable –  geekosystem و یک پزشک

درباره نویسنده

مُصْطَفی اسدی (1415 ه.ق) هستم ، دانشجوی مهندسی برق . موضوعات مذهبی ، اعتقادی ، فکری ، ادبی بویژه شعر ، فیزیکی ، تکنولوژی ، سایبری ، رسانه‌ای و فرهنگی را دنبال می کنم. به نوشتن ، خواندن ، تحقیق ، یاد گرفتن ، یاد دادن ، برنامه نویسی و طراحی علاقه دارم . برای تفریح می نویسم ، مطالعه میکنم ، تحقیق میکنم ، یاد میگیرم و تلاش می کنم یاد بدم ، چند خط کد می نویسم و اگر مجالش باشه طراحی میکنم.

مطالب مرتبط

نظر بدهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *