محقق ایرانی با همکاری محققانی از دانشگاه موناش استرالیا، با بهره‌گیری از فناوری نانو، نانوچسبی تولید کرده‌اند که می‌توان آن را در تقویت سازه‌های فولادی موجود در مناطق با آب و هوای گرم (نظیر اسکله‌ها، پل‌ها و سکوهای نفتی حاشیه خلیج‌فارس) به کار برد. این نانوچسب در مقیاس آزمایشگاهی سنتز شده است.
به گزارش دیده بان علم ایران امروزه استفاده از کامپوزیت‌های پلیمری تقویت شده با الیاف جهت مقاوم‌سازی و تقویت سازه‌های فلزی، یک روش نوین و کارا برای بهسازی سازه‌های فولادی محسوب می‌شود. وزن پایین، استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی این نوع کامپوزیت‌ها، آن‌ها را به یک گزینه ایده‌ال جهت استفاده در بازه‌ی وسیعی از سازه‌ها، نظیر سازه‌های فولادی، سازه‌های بتنی و سازه‌های چوبی تبدیل کرده است. بااین‌حال، کاهش شدید استحکام چسب متصل کننده این کامپوزیت‌ها به سازه فلزی مادر در برخی شرایط خاص دمایی، استفاده از آن‌ها را با محدودیت جدی مواجه کرده است. امروزه با ورود فناوری نانو به حوزه‌ی ساختمان و پلیمر، این مشکلات تا حدود زیادی در حال مرتفع شدن است.
دکتر اصغر حبیب نژاد کورایم، هدف از انجام طرح حاضر را بهبود عملکرد در دمای بالای چسب اپوکسی متصل کننده این کامپوزیت‌ها به سازه فلزی مادر به کمک نانولوله‌های کربنی عنوان کرد.
وی در ادامه افزود: « سازه‌های فلزی موجود در خلیج‌فارس، نظیر اسکله‌ها و سکوهای نفتی در تابستان دمای ۵۰ تا ۶۰ درجه‌ی سانتی‌گراد را تجربه می‌کنند. چسب‌های تقویت‌کننده‌ی رایج، در بازه‌ی دمایی مذکور ضعیف شده و کارایی خود را از دست می‌دهند. با استفاده از نانوچسب تولید شده در این طرح، می‌توان این سازه‌ها را محافظت نموده و موجب صرفه‌جویی در هزینه و افزایش عمر کاری سازه‌های فلزی مذکور شد.»
نانولوله‌های کربنی به‌عنوان یک نانوذره یک‌بعدی خواص مکانیکی و الکتریکی منحصربه‌فردی دارند. خواص مکانیکی عالی و نیز نسبت طول به قطر بسیار بالای این نانومواد امکان استفاده از آن‌ها را به‌عنوان یک مسلح کننده در مقیاس نانو فراهم می‌کند. این مسلح کننده با خاصیت پل زنندگی خود بر روی دو طرف ترک می‌تواند از توسعه‌ی ترک جلوگیری کرده یا انرژی زیادی را مستهلک کند که این موضوع موجب بهبود خواص مکانیکی نانوکامپوزیت حاصل در مقایسه با ماده‌ی اولیه می‌شود.
حبیب نژاد کورایم تصریح کرد: «نانولوله‌های کربنی به‌واسطه‌ی انرژی سطحی بالایشان به‌شدت تمایل به کلوخه شدن در ماده زمینه دارند. لذا توزیع یکنواخت آن‌ها در ماده‌ی زمینه، پارامتر بسیار مهمی در اثرگذاری این نانوذرات است. در غیر این صورت، این نانوذرات نه‌تنها خواص مکانیکی و ترمومکانیکی ماده‌ی زمینه را بهبود نخواهد بخشید، بلکه به‌واسطه‌ی تمرکز تنش ناشی از وجود این نانوذرات، خواص نانوکامپوزیت حاصل نسبت به ماده‌ی اولیه بدتر خواهد شد. ازاین‌رو، مرحله‌ی اول در انجام این پژوهش، انتخاب یک روش مناسب جهت اختلاط یکنواخت نانولوله‌های کربنی با رزین اپوکسی بود. در مرحله‌ی بعد اتصال سازه‌ی فلزی مادر و نانوچسب تولید شده و در شرایط مختلف از جمله دماهای ۴۰ الی ۷۰ درجه سانتی‌گراد آزمایش گردید تا اثر استفاده از نانولوله‌های کربنی بر رفتار چسب اتصال بررسی شود.»
این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر اصغر حبیب نژاد کورایم- عضو هیأت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران- و پژوهشگرانی از دانشگاه موناش کشور استرالیا است. نتایج این کار در مجله‌ی Composites Part B (جلد ۹۴، سال ۲۰۱۶، صفحات ۹۵ تا ۱۰۱) به چاپ رسیده است.
انتهای پیام