چینی ها برای نخستین بار سرامیک منعطف ساختند
دیجیتالر: یک پژوهش جدید از دانشمندان چینی نشان داده است که سرامیک ها را میتوان مانند فلز خم کرد و این یافته می تواند به مواد و موتورهای سبک تر و کارآمدتر منجر شود.
به گزارش دیجیتالر به نقل از ایسنا و به نقل از آی ای، پژوهشگران چینی نخستین ماده سرامیکی در جهان را ساخته اند که می تواند مانند فلز خم شود. این پیشرفت می تواند عملکرد مفاصل مصنوعی و موتورها را بهبود بخشد.
پیش از این کشف اعتقاد بر این بود که انعطاف پذیری با استقامت سرامیک در تضاد است و اگر یکی بهبود یابد، دیگری مختل می شود.
چن ککسین، دانشمند علوم مواد که این پژوهش را رهبری می کند، در مورد این ماده جدید می گوید این اولین باری است که دانشمندان سرامیک را همزمان هم قوی تر و هم سبک تر می کنند. ماده جدید ما دارای سختی سرامیکی و انعطاف پذیری فلز است.
چن ککسین که استاد بخش مهندسی و علوم مواد در بنیاد ملی علوم طبیعی چین است، اضافه کرد: این سرامیک می تواند در خیلی از صنایع، انقلاب ایجاد نماید.
چن و همکارانش از دانشگاه تسینگهوا(Tsinghua) یافته های خویش را در مجله "ساینس"(Science) منتشر نموده اند.
ارکا فرانکبرگ از دانشگاه تامپر در فنلاند در مقاله ای در همان شماره از این مجله اظهار داشت که این کشف می تواند به موادی منجر شود که سبک تر و قویتر از بهترین آلیاژهای فلزی امروزی هستند.
وی ادامه داد: از زمانی که ۳۰ سال پیش کارم را شروع کردم، تحقیقاتی در مورد پلاستیسیته سرامیک در سراسر جهان انجام شده است و میتوان اظهار داشت که امروز بالاخره در این حوزه به یک پیشرفت دست یافته ایم.
استفاده از فناوری نانو برای انعطاف پذیری سرامیک جدید
دانشمندان با استفاده از سیلیکون نیترید، نانوستون هایی با دو شکل بلوری متفاوت ایجاد کردند. هنگامی که نیروی خارجی بر یک ساختار بلوری وارد می شود، می تواند به نوع دیگری تبدیل گردد. این کار اجازه می دهد تا مواد پیش از بازگشت به شکل اولیه خود خم شوند.
این ماده امکان دارد بخصوص برای ایجاد موتورهای هوانوردی مفید باشد، چون که مواد سرامیکی، بادوام، سبک وزن و در مقابل حرارت مقاوم هستند. موتورهای سرامیکیِ انعطاف پذیر می توانند در دماهای بسیار بالاتر و با بازدهی سوخت بسیار بهتر نسبت به موتورهای آلیاژی معمولی کار کنند.
یک موتور سرامیکی می تواند بسیار سریع تر از یک موتور آلیاژی حرکت نماید، چونکه بسیار سبک تر است و با سبک شدن موتور، فشار وارده به سایر اجزا کاسته می شود.
این ماده امکان دارد برای موتورهای خودرو هم استفاده گردد. یک موتور سرامیکی به علت مقاومت حرارتی برتر مواد سرامیکی نسبت به آلیاژها می تواند مخزن خنک کننده کوچک تری داشته باشد. دمای احتراق بالاتر موتور سرامیکی هم می تواند نیروی رانش بیشتر و آلودگی کمتری تولید نماید.
سرامیک های ساخته شده از سیلیکون نیترید همینطور می توانند جایگزین فلز در تعویض مفصل شوند، چونکه زیست سازگار، سبک و در مقابل باکتری ها مقاوم هستند. این در شرایطی است که اغلب مفاصل مصنوعی ساخته شده از فلز باید هر ۱۰ سال یک مرتبه تعویض شوند که آنرا به کاری گران و دردناک تبدیل می کند.
چن ککسین می گوید: مفاصل مصنوعی ساخته شده با سرامیک می توانند بعد از قرارگیری در بدن تا انتهای عمر باقی بمانند.
چن همینطور می گوید که از این ماده میتوان برای ساخت یاتاقان ها که بخش ضروری توربین های بادی هستند که ژنراتور را به پره های پروانه متصل می کنند، بهره برد و دوام هر یاتاقان که باید چندین تن فشار را در حین استفاده تحمل کند، بر عمر کلی سیستم تاثیر می گذارد.
وی ادامه داد: سرامیک های انعطاف پذیر سیلیکون نیتریدی ما می توانند برای ساخت یاتاقان هایی استفاده شوند که دوام بیشتری داشته باشند و به صورت متوسط هزینه تولید انرژی از نیروی باد را کاهش دهند.
وی افزود: بر مبنای آزمایش های ما میتوان این ماده سرامیکی انعطاف پذیر را در مقیاس انبوه تولید کرد که با مزیت قیمتی آشکاری عرضه می شود.
چن ککسین نمونه ای از مواد معدنی گرانقیمت و خاکی کمیاب را که برای ساخت پره های توربین های مورد استفاده در موتورهای جت استفاده می شوند، مثال می زند.
وی می گوید: ما به بهبود این ماده سرامیکی بر مبنای کار فعلی خود ادامه خواهیم داد، چون که معتقدیم دربی را باز کرده ایم که دنیای گسترده ای پشت آن است.
منبع: دیجیتالر
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب