کشف الیاف پلیمری بر پایه پلی‌اکریلونیتریل
گفته می‌شود که این الیاف به‌طور مطلوب برای اجزای سازنده فنی که در معرض بارهای زیاد قرار دارند، مناسب هستند.
الیاف پلیمری جدید و منحصربه‌فرد را درنتیجه وجود هر دو خواص وزن سبک و بسیار ارتجاعی توصیف کردند و توسط تیمی تحقیقاتی که به دست دانشمندان از دانشگاه Martin Luther (MLU) Halle-Wittenberg در Saxony-Anhalt، آلمان رهبری شد، ساخته شدند، درحالی‌که می‌توانند تأثیر زیادی بر صنعت خودرو و سایر بخش‌ها بگذارند.
گروه تحقیقاتی MLU برای طراحی مواد مبتنی بر ریزساختار در انستیتوی فیزیک، به سرپرستی Ralf Wehrspohn، از دستگاهی موسوم به ZEISS Xradia 810 Ultra - توموگرافی تخمینی سه‌بعدی با اشعه X با وضوح‌بالا که قادر به شناسایی الیاف بود، استفاده کرد. این فناوری به دانشمندان اجازه می‌دهد که تصاویر سه‌بعدی بسیار دقیق از نمونه‌های کوچک ایجاد کنند. هنگامی‌که محققان این الیاف را ساختند، برای اولین بار دیدند که فیبریل‌های داخل هر لیف مجزا تقریباً همیشه در جهت طولی یکسان مرتب می‌شوند.
این الیاف که ازلحاظ شیمیایی‌بر پایه پلی‌اکریلونیتریل هستند، گفته می‌شود به خاطر حداکثر ارتجاعت و مقاومت کششی بالا بسیار حائز اهمیت هستند درحالی‌که هم‌زمان بسیار سبک‌وزن هستند.
یک لیف منفرد با قطر حدود 04/0 میلی‌متر حداکثر 4000 فیبریل فوق‌العاده نازک را شامل می‌شود. محققان ذکر کردند ماده افزودنی یا مولکول اتصال‌دهنده، این فیبریل‌ها در الیاف را با نتایج مطلوب به یکدیگر پیوند می‌دهد؛ اما این فقط ماده افزودنی نیست که به جهت محکم ساختن مواد مسئول است بلکه این واقعیت نیز وجود دارد که این موضوع با جهت‌گیری الیاف بسیار ترکیب می‌شود که نتیجه کشش و آماده‌سازی حرارتی به‌کاررفته در طی فرآیند تولید است. برای مقایسه، یک لیف منفرد ضخیم‌تر از موی انسان نیست و وزن آن کم‌تر از یکریز پشه است اما بااین‌وجود می‌تواند 30 گرم وزنه را بالا ببرد.
به گفته این تیم، مواد مصنوعی کمی وجود دارد که چنین مقاومت بالایی را با چقرمگی فوق‌العاده ترکیب کند. دانشمندان Halle به همراه محققانی از دانشگاه Bayreuth، مرکز تحقیقات Jülich و سایر شرکای آلمان، چین و سوئیس بر این چالش‌های مهم فناوری تسلط داشتند. الیاف پلیمری که آن‌ها تولید کردند در برابر تغییر شکل و شکستگی مقاومت می‌کنند، زیرا می‌توانند کشیده شوند و سپس به شکل اصلی خود بازگردند درحالی‌که این بدان معناست که می‌توانند انرژی زیادی جذب کنند. دکتر Juliana Martins de Souza e Silva، سرپرست گروه برای میکروسکوپ الکترونی اشعه X در MLU و یکی از اعضای تیم تحقیق گفت: علاوه بر سبک‌وزن بودن، الیاف منحصربه‌فردی هستند زیرا تاکنون ترکیب استحکام بالا با چقرمگی بالا در یک ماده دشوار بود.
گفته می‌شود این الیاف به دلیل خواص منحصربه‌فردشان، برای استفاده در مورد اجزای سازنده فنی تحت بار زیاد نظیر تایرهای مقاوم در برابر سایش و بخش‌های دیگر خودرو به‌طور مطلوب مناسب می‌باشند درحالی‌که به کاهش وزن خودرو کمک می‌کنند. آن‌ها می‌توانند به‌عنوان ماده‌ای برای چترهای نجات و تجهیزات حفاظتی در صنعت نساجی یا برای تاندون‌ها و رباط‌های مصنوعی، مواد ترمیمی بافت یا بخیه‌های جراحی در مهندسی پزشکی استفاده شوند.
دانشمندان بر این باورند که این ماده می‌تواند دست‌خوش توسعه بیش‌تر قرار گیرد. Martins de Souza e Silva گفت: «الیاف ما از یک اصل طراحی نوآورانه استفاده می‌کنند که اجازه خواهد داد به‌طور مشابه الیاف چقرمه و محکم از سایر پلیمرهای استاندارد نیز تولید شود.» «بنابراین ترکیبات مختلف پلیمرها و مولکول‌های پیونددهنده می‌تواند منجر به پیدایش مواد جدید شوند.»
در حال حاضر به هر جهت الیاف پلیمری کشف‌شده توسط این تیم‌ها می‌توانند با استفاده از فرآیندهای پیشرفته در این بخش که فراهم می‌شوند، مستقیماً ساخته شوند. Martins de Souza e Silva گفت: «ما انتظار داریم که به‌زودی الیاف ما به‌منظور کاربرد عملی در صنعت ارائه داده خواهد شد.»
لینک خبر:
https://www.canplastics.com/features/researchers-discover-unique-new-polymer-fibres/