ساخت کامپوزیت های مقاوم

مصرف کنندگان، خواهان وسایل نقلیه با مصرف بهینه سوخت هستند، ورزشکاران، کالاهای ورزشی با عملکرد بالا می خواهند، شهرداری ها به فکر ساخت پل های مقاوم در برابر آب وهوا هستند و البته تولیدکنندگان خودرو و هواپیماها، در پی ساخت وسایل نقلیه قابل اعتماد می باشند. برای عملی ساختن موارد فوق و تولید محصولات باکیفیت، به کامپوزیت های سبک و بهینه در مصرف انرژی که بتوانند در برابر تنش های زیست محیطی و یا ساختاری مقاوم باقی بمانند، نیاز است. اخیرا محققان با قرار دادن کاوشگری در اندازه نانو درون کامپوزیتی از جنس اپوکسی و ابریشم، توانسته اند به سنجش صدمات و آسیب های موجود در کامپوزیت را به راحتی تشخیص دهند. این کاوشگر به نام مکانوفور می تواند سرعت تست صدمات محصول را افزایش داده و همچنین زمان و مواد موردنیاز ساخت انواع کامپوزیت های جدید را کاهش دهد. محققان ماکانوفور را از نوعی رنگ به نام رودامین اسپیرولاکتام(RS) ساختند که هنگام اعمال نیرو از حالت تیره به حالت روشن درمی آید. در این حالت مولکول به الیاف ابریشم درون کامپوزیت ساخته شده از اپوکسی می چسبد و زمانی که فشار نیرو بیشتر و بیشتر شود، تنش و کشش ایجادشده در رنگ RS موجب انتشار نور فلوئورسنت از رنگ شده که البته با چشم غیرمسلح مشاهده نمی شود. برای دیدن این نور از یک لیزر قرمز و میکروسکوپ استفاده شده و از آن عکس گرفته می شود. بدین ترتیب حتی ریزترین ترک ها و شکست های درونی مواد مشاهده می شود و می توان به ترمیم هر قسمت از الیاف صدمه دیده مواد پرداخت. مواد مورداستفاده در طراحی کامپوزیت ها متنوع هستند. در طبیعت می توان به کامپوزیت هایی چون پوسته خرچنگ، یا عاج فیل که از پروتئین و پلی ساکاردها تشکیل شده اند، اشاره کرد. در این تحقیق از ترکیب اپوکسی و رشته های ابریشم کامپوزیت موردنیاز ساخته و با پلیمر مستحکم شده است. قدرت الیاف و سختی پلیمر، دو ویژگی مهم این کامپوزیت هستند. تاکنون روش های مختلفی برای اندازه گیری ویژگی های ماکروسکوپی کامپوزیت ها استفاده می شد اما اکنون محققان با این روش ابداعی خود می توانند ریزترین تغییرات و مشکلات موجود در مواد و کامپوزیت های مختلف را مشاهده کنند. چنین بررسی دقیق و ترمیم به موقع کمک می کند تا کامپوزیت های به کاررفته در محصولات مختلف، از خودروها گرفته تا پل ها، در برابر سرما و گرماهای شدید محیط دوام بیشتری از خود نشان دهند. این محققان قصد دارند با استفاده از این روش به ساخت کامپوزیت های دیگر بپردازند.