تبلیغات
Composites and Nano Composites
 
New Technology , New Experience , New Life

The 2012 Venus Transit....By Me

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
پنجشنبه 1 تیر 1391-10:10 ق.ظ





نظرات() 

Modeling of nano-reinforced polymer composites: Microstructure effect on Young’s modulus

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
پنجشنبه 1 تیر 1391-10:02 ق.ظ

A computational numerical-analytical model of nano-reinforced polymer composites is developed taking into account the interface and particle clustering effects. The model was employed to analyze the interrelationships between microstructures and mechanical properties of nanocomposites. An improved effective interface model which is based on Mori–Tanaka approach and includes the nanoparticle geometry and clustering effects was developed. A program code for the automatic generation of two-dimensional multiparticle unit cell models of nanocomposites and finite element meshes on the basis of ‘‘grid method’’ algorithm was developed in the ABAQUS Scripting Interface. In the computational studies, it was observed that the elastic modulus increases with the increasing the aspect ratio of nanoparticles. The thickness and properties of effective interface layers and the shape and degree of particles clustering have strong influence on the mechanical properties of nanocomposite.

By: R.D. Peng , H.W. Zhou , H.W. Wang , Leon Mishnaevsky Jr




نظرات() 

Strain-rate-dependent failure criteria for composites

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
شنبه 23 اردیبهشت 1391-01:41 ب.ظ

Abstract

The objective of this study was to characterize the quasi-static and dynamic behavior of composite materials and develop/expand failure theories to describe static and dynamic failure under multi-axial states of stress. A unidirectional carbon/epoxy material was investigated. Multi-axial experiments were conducted at three strainrates, quasi-static, intermediate and high, 10−4, 1 and 180–400 s−1, respectively, using off-axis specimens to produce stress states combining transverse normal and in-plane shear stresses. A Hopkinson bar apparatus and off-axis specimens loaded in this system were used for multi-axial characterization of the material at high strainrates. Stress–strain curves were obtained at the three strainrates mentioned. The measured strengths were evaluated based on classical failure criteria, (maximum stress, maximum strain, Tsai–Hill, Tsai–Wu, and failure mode based and partially interactive criteria (Hashin–Rotem, Sun, and Daniel). The latter (NU theory) is primarily applicable to interfiber/interlaminar failure for stress states including transverse normal and in-plane shear stresses. The NU theory was expressed in terms of three subcriteria and presented as a single normalized (master) failure envelope including strainrate effects. The NU theory was shown to be in excellent agreement with experimental results.





نظرات() 

Modelling of strain rate effects on matrix dominated elastic and failure properties of unidirectional fibre-reinforced polymer–matrix composites

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
شنبه 23 اردیبهشت 1391-01:35 ب.ظ

Abstract

A phenomenological-based, strainrate dependent failure theory, which is suitable for the numerical modelling of unidirectional (UD) carbon fibre reinforced polymer composites (CFRPs), is presented. A phenomenological-based approach is also proposed for the three-dimensional (3D) modelling of strainrate induced material hardening in UD polymer composites. The proposed theory and approach are implemented in the Finite element (FE) code ABAQUS/Explicit for one integration point solid elements. Validation is presented against experimental data from dynamic compressive tests using results available in the published literature.

Conclusions indicate that the proposed method can be applied for predicting the elastic and failure properties of UD carbon fibre polymer composites for generic, 3D, quasi-static (QS) and high-rate loading conditions with very good accuracy. In particular, it is shown that the phenomenological approach to modelling here proposed allows prediction of all matrix dominated properties, i.e. moduli of elasticity and strength, including parallel-to-the fibres compressive strength, with the knowledge of one strainrate dependent parameter, which is characterised using dynamic strength data for one specimen configuration.

Authors:

  • L. Raimondo
  • L. Iannucci
  • P. Robinson
  • P.T. Curtis




نظرات() 

Happy Iranian NEW YEAR

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
یکشنبه 6 فروردین 1391-10:42 ق.ظ

New year is the time to forget every bad memory of the past year and start your life afresh. So, get up and hug a friend with whom you had a fight lately, get up and hug you parents and promise them you will not hurt them anymore, give a self hug and promise to yourself that come what may you would remain truthful to yourself, hug a poor kid and tell her that she is not alone, Help the needy and abolish the greedy from your life. So, just forget all your grudges and send these wonderful new year wishes to your loved ones. Cheers to 1391




نظرات() 

Carbon nanotube based functional superhydrophobic coatings

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
چهارشنبه 10 اسفند 1390-02:59 ب.ظ

The main objective of this dissertation is synthesis of carbon nanotube (CNT) based superhydrophobic materials. The materials were designed such that electrical and mechanical properties of CNTs could be combined with superhydrophobicity to create materials with unique properties, such as self-cleaning adhesives, miniature flotation devices, ice-repellant coatings, and coatings for heat transfer furnaces. The coatings were divided into two broad categories based on CNT structure: Vertically aligned CNT arrays (VA coatings) and mesh-like (non-aligned) carbon nanotube arrays (NA coatings). VA coatings were used to create self-cleaning adhesives and flexible field emission devices. Coatings with self cleaning property along with high adhesiveness were inspired from structure found on gecko foot. Gecko foot is covered with thousands of microscopic hairs called setae; these setae are further divided into hundreds of nanometer sized hairs called spatulas. When gecko presses its foot against any surface, these hairs bend and conform to the topology of the surface resulting into very large area of contact. Such large area of intimate contact allows geckos to adhere to surfaces using van der Waals (vdW) interactions alone. VA-CNTs adhere to a variety of surfaces using a similar mechanism. CNTs of suitable diameter could withstand four times higher adhesion force than gecko foot. We found that upon soiling these CNT based adhesives (gecko tape) could be cleaned using a water droplet (lotus effect) or by applying vibrations. These materials could be used for applications requiring reversible adhesion. VA coatings were also used for developing field emission devices. A single CNT can emit electrons at very low threshold voltages. Achieving efficient electron emission on large scale has a lot of challenges such as screening effect, pull-off and lower current efficiency. We have explored the use of polymer-CNT composite structures to overcome these challenges in this work. NA-CNTs were used to create stable superhydrophobic coatings on steel. As compared to VA-CNT, mesh-like structures could sustain large thermal and mechanical stresses without loosing their superhydrophobic properties. A process was developed to reinforce these coatings using an elastomer. Flotation behavior of these coatings was tested. When pressed on water surface, a large hydrostatic pressure acts on the coatings. Optimized mesh-like structures had a very high stability and were important in creating these flotation devices. NA coatings on steel were also used for increasing heat transfer efficiency of heat transfer furnaces. CNTs are known to have two orders of higher conductivity than copper. When combined with superhydrophobicity, these coatings could be used for efficient heat transfer. Stainless steel pipes coated with these coatings were demonstrated to have higher thermal transfer properties as compared to uncoated pipes.

The Smithsonian/NASA Astrophysics Data System






نظرات() 

Generalized Plain Couette Flow and Heat Transfer in a Composite Channel

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
چهارشنبه 10 اسفند 1390-11:28 ق.ظ

Abstract
An analytical study of fluid flow and heat transfer in a composite channel is presented. The channel walls are maintained at different constant temperatures in such a way that the temperatures do not allow for free convection. The upper plate is considered to be moving and the lower plate is fixed. The flow is modeled using Darcy–Lapwood–Brinkman equation. The viscous and Darcy dissipation terms are included in the energy equation. By applying suitable matching and boundary conditions, an exact solution has been obtained for the velocity and temperature distributions in the two regions of the composite channel. The effects of various parameters such as the porous medium parameter, viscosity ratio, height ratio, conductivity ratio, Eckert number, and Prandtl number on the velocity and temperature fields are presented graphically and discussed.

J. C. Umavathi, Ali J. Chamkha and K. S. R. Sridhar






نظرات() 

Preparation of graphene nanosheet/carbon nanotube/polyaniline composite as electrode material for supercapacitors

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
چهارشنبه 19 بهمن 1390-12:19 ق.ظ

Abstract

Graphene nanosheet/carbon nanotube/polyaniline (GNS/CNT/PANI) composite is synthesized via in situ polymerization. GNS/CNT/PANI composite exhibits the specific capacitance of 1035 F g−1 (1 mV s−1) in 6 M of KOH, which is a little lower than GNS/PANI composite (1046 F g−1), but much higher than pure PANI (115 F g−1) and CNT/PANI composite (780 F g−1). Though a small amount of CNTs (1 wt.%) is added into GNS, the cycle stability of GNS/CNT/PANI composite is greatly improved due to the maintenance of highly conductive path as well as mechanical strength of the electrode during doping/dedoping processes. After 1000 cycles, the capacitance decreases only 6% of initial capacitance compared to 52% and 67% for GNS/PANI and CNT/PANI composites

Jun Yan





نظرات() 

High-power lithium batteries from functionalized carbon-nanotube electrodes

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
سه شنبه 18 بهمن 1390-11:59 ب.ظ

Energy storage devices that can deliver high powers have many applications, including hybrid vehicles and renewable energy. Much research has focused on increasing the power output of lithium batteries by reducing lithium-ion diffusion distances, but outputs remain far below those of electrochemical capacitors and below the levels required for many applications. Here, we report an alternative approach based on the redox reactions of functional groups on the surfaces of carbon nanotubes. Layer-by-layer techniques are used to assemble an electrode that consists of additive-free, densely packed and functionalized multiwalled carbon nanotubes. The electrode, which is several micrometres thick, can store lithium up to a reversible gravimetric capacity of ~200 mA h g−1electrode while also delivering 100 kW kgelectrode−1 of power and providing lifetimes in excess of thousands of cycles, both of which are comparable to electrochemical capacitor electrodes. A device using the nanotube electrode as the positive electrode and lithium titanium oxide as a negative electrode had a gravimetric energy ~5 times higher than conventional electrochemical capacitors and power delivery ~10 times higher than conventional lithium-ion batteries

Seung Woo Lee






نظرات() 

عامل پخت (سخت کننده ) رزین اپوکسی

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
جمعه 20 خرداد 1390-08:06 ب.ظ

عامل پخت (سخت کننده ) رزین اپوکسی :

نوع عامل پخت تعیین کننده سرعت واکنش پخت، میزان حرارت ناشی از واکنش، گرانروی سیستم، زمان ژل شدن و حرارت لازم جهت پخت رزین می باشد .


 انواع عوامل پخت :

1 - پلی آمین ها                             2 - ایندرید ها                        3 - پلی آمید ها

رزین های ویژه عبارتند از:

1 - رزین اپوکسی ویژه (نووالاک )        2 - رزین پلی ایماید

این رزین ها با خواص زیر مورد توجه قرار می گیرند :

1.       ساختار رزین فنلیک را دارد و نوع فراورش آن مشابه اپوکسی هاست .

2.       خواص حرارتی و شیمیایی بهتری دارد .

3.       خواص مکانیکی در دماهای بالا دارد .

4.       گرانروی بالا تر نسبت به اپوکسی های معمولی دارد .

5.       کارایی سایشی مطلوب دارد.

6.       مقاومت بالا در برابر شعله دارد

7.       پایداری محیطی ضعیف و فراورش مشکل دارد .

8.       سختی و استحکام بالا در محدوده وسیعی از دما از 240- تا 300 درجه سانتی گراد دارد .

نسبت رزین به الیاف در کامپوزیت :

خواص مکانیکی و شیمیایی کامپوزیت به میزان زیادی تحت تاثیر نسبت رزین به الیاف قرار دارد. به عنوان یک قانون کلی با افزایش میزان الیاف استحکام قطعه افزایش می یابد. اما استحکام در برابر شرایط محیطی، مقاومت در برابر رطوبت و مقاومت شیمیایی قطعه کاهش خواهد یافت .

نسبت میزان رزین به الیاف را می توان با بریدن به مساحت1cm2  و وزن کردن آن و توزیع مجدد آن پس از سوزاندن در کوره (در دمای 700 درجه سانتی گراد وزمان 1 ساعت ) تعیین کرد .

نویسنده: حسین رئیس زاده ی دهکردی





نظرات() 

رزین ها (ماتریس ها) ونقش آن ها در کامپوزیت ها

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
شنبه 10 اردیبهشت 1390-03:37 ب.ظ

رزین ها (ماتریس ها) ونقش آن ها در کامپوزیت ها :

به کار بردن رزین ها در ساختار کامپوزیت ها موجب نگهداری الیاف در کنار هم، انتقال تنش وارده به الیاف، محافظت الیاف در مقابل عوامل محیطی و حفاظت سطح الیاف در مقابل سایش می شود. رزین ها بر خواص کامپوزیت ها نیز تاثیر می گذارند که برخی از آن ها عبارتند از :

1 - استحکام و مدول عرضی                   2 - خواص فشاری3- خواص کششی

4 - استحکام برشی                              5 - استحکام برشی صفحه ای        

فرآیند پذیری یک کامپوزیت به خصوصیات فیزیکی رزین ها مانند گرانروی، نقطه ذوب و دمای پخت رزین بستگی دارد .

 انواع رزین های پلیمری :

 رزین های پلیمری به دو نوع گرماسخت و گرمانرم تقسیم می شوند. در جدول خواص پلیمر گرماسخت و گرمانرم با هم مقایسه شده اند .

پلیمر های گرما سخت :

1 - رزین پلی استر غیر اشباع                                                       2 -  رزین اپوکسی

3 - رزین فنولیک                                                               4 - رزین اپوکسی نووالاس

5 - رزین پلی ایماید                                               6  - رزین اوره و ملامین فرمالدئید

پلیمر های گرما نرم :

     1- نایلون 6 و 66                                   2 - پلی استرها مثل  PETوPBT

     3  - پلی کربنات                                    4 - پلی استال ها - پلی سولفون ها

      5- پلی اتراترکتون   6 PAI  - و PEI


جدول : مقایسه خواص پلیمر های گرما سخت وگرما نرم در کامپوزیت ها

 

خواص

واحد

گرماسخت

گرمانرم

مدول یانگ

Gpa

1.6- 1.3

1- 4.8

استحکام کششی

Mpa

180 - 20

190 - 40

چقرمگی شکست

 

Mpm2kic

1 -  0.5

0. 2  -  0.02

1.5 - 6

0.7 - 6.5

حداکثر دمای سرویس دهی


450 - 50

230 - 25

 



ادامه مطلب


نظرات() 

تاریخچه ی نانولوله ها

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
سه شنبه 6 اردیبهشت 1390-07:50 ب.ظ

تاریخچه ی نانولوله ها

در سال 1952 رادوشکویچ و لوکیانویچ در مقاله ای در نشریه ی روسی شیمی فیزیک رشته های درون تهی کربن گرافیتی به قطر 50 نانومتر را نشان می دهند. در سال 1976 اندو ، ابرلین و کویاما رشد CVD فیبرهای کربنی در ابعاد نانومتری را اعلام کردند. در سال 1979 کلارک7 در مجله ی علمی - تخیلی چشمه های بهشت به خیال پردازی درباره ی ایده ی بالابرهای فضایی با استفاده از یک کریستال خیالی الماس یک بعدی پرداخت. در 1985 فولرین ها کشف شدند. در 1987 در آمریکا اختراع فیبرهای توخالی به نام جورج تننت از شرکت هایپریون ثبت شد. در سال 1991 محقق ژاپنی شرکت NEC ، سومیو ایجیما ، به طور اتفاقی نانولوله های کربنی را در دوده ی حاصل از جرقه ی الکتریکی بین دو میله ی کربنی کشف کرد. در ماه آگوست هرینگتون و تام ماگاناس از شرکت صنایع ماگاناس نانولوله ها را از روش CVD کشف کردند که به ابداع روشی برای ساخت لایه های نازک پوششی تک مولکولی نانولوله منجر شد. در 1993 گروه هایی از شرکت های IBM و NEC به سرپرستی دونالد اس. بتیون و ایجیما ، هر یک جداگانه نانولوله های تک جداره ی کربنی و روش تولید آن را با استفاده از کاتالیست های فلزی کشف کردند. در 1998 ترانزیستور نانولوله ای در Delft و IBM ساخته شد. در سال 2001 در ماه آوریل کمپانی IBM شگردی را برای تولید اتوماتیک سطوح خالص و تمیز نیمه هادی از نانولوله ها اعلام کرد. در سال 2002 نانولوله های کربنی چند جداره به عنوان سریع ترین نوسان سازها (بیش از 50 گیگا هرتز) معرفی شدند و روشی سریع و دقیق برای مدل کردن رفتار الاستیک نانولوله به روش REBO ایجاد شد. در سال 2003 در ماه آوریل نشان داده شد که خم کردن نانولوله ، مقاومت آن را تغییر می دهد. در ژوئن روشی برای ساخت نانولوله هایی با خواص فلزی با خلوص بالای 80% ارائه شد. در سپتامبر NEC به فناوری ساخت با ثبات ترانزیستورهای نانولوله ای کربن دست یافت. در ماه نوامبر قیمت نانولوله ها در این سال از 20 تا  1000یورو در هر گرم ، بسته به میزان خلوص ، ترکیب (تک جداره ، دوجداره یا چند جداره) وسایر مشخصات تغییر کرد. در سال 2004 در ماه ژوئن محققان دانشگاه Tsinghua و دانشگاه ایالتی لوئیزیانا کاربرد نانولوله در لامپ های رشته ای ، به جای تنگستن را به نمایش گذاشتند. در مارس مجله ی نیچر عکس نانولوله ی تک جداره ای به طول 4cm را چاپ کرد. در آگوست مشاهده شد که تغییر ولتاژ اعمالی به یک نانولوله ، باعث ساطع شدن نور در نقاط مختلف در طول آن می شود. در سال 2005 در ماه می نمونه ی نمایش گر نانولوله ای صفحه تخت 10 سانتی متری با رزولوشن بالا به نمایش گذاشته شد. در ماه آگوست محققان در دانشگاه کالیفرنیا دریافتند که نانولوله های Y شکل می توانند به صورت ترانزیستور عمل کنند. در همین ماه شرکت جنرال الکتریک اعلام کرد که دیودهای نانولوله ای ساخته است که دارای بهترین عمل کرد بوده و دقیقا شبیه به دیودهای ایده آل (تئوری) عمل می کنند. هم چنین اثر فرتوولتائیک در دیود نانولوله ای مشاهده شد که می تواند به تحولی عظیم در ساخت سلول های خورشیدی منجر گردد ، کارایی آن ها را بهبود بخشد و بهره وری اقتصادی آن ها را افزایش دهد. مجددا در همین ماه صفحات نانولوله ای در ابعاد  سانتی متر ساخته شدند. در ماه سپتامبر کمپانی Applied Nanotech در تگزاس به همراه شش شرکت ژاپنی ، تلویزیون 25 اینچی نانولوله ای ساختند. این تلویزیون برخلاف برخی تلویزیون  های دیجیتال ، اثر نامطلوب موسوم به ghosting را ندارد. در سپتامبر محققان آزمایشگاه های LLNL نشان دادند که وقتی ماده ای منفجره نظیر PETN با لایه ای از نانولوله های تک جداره ی غنی شده با 29% آهن پوشش داده می شود ، می توان می توان آن را با تاباندن نور فلاش یک دوربین معمولی منفجر کرد در صورتیکه بدون استفاده از این پوشش ، این کار فقط با تاباندن یک اشعه ی قوی لیزر ممکن می شد. در سپتامبر محققان روش جدیدی برای پوشاندن MWNTها با مواد مغناطیسی را به نمایش گذاشتند که بعد از مرتب شدن در میدانی مغناطیسی می توانستند از فاصله ی 10 میکرومتری همدیگر را جذب کنند. نانولوله ها با گروه های اسید کربوکسیلیک با بار منفی فعال شده بودند. نانو ذرات مغناطیسی تهیه شده به روش ماسارت با شستشو در اسید نیتریک بار مثبت پیدا می کنند که توسط نیروی الکتروستاتیک به نانولوله ها می چسبند. مجددا در سپتامبر دانشمندان دانشگاه پوهانگ کره ی جنوبی و کلمبیای آمریکا تحت رهبری پروفسور فیلیپ کیم از کلمبیا و کیم کوانگ سو از پوهانگ ، موفق به بیرون کشیدن یک لوله ی تودرتو از MWNT شدند. در ماه اکتبر محققان دانشگاه ایالتی فلوریدا تحقیق درباره ی کاربرد صفحات نانولوله ای را آغاز کردند. در نوامبر مشاهده شد که سرعت جریان مایع از داخل نانولوله پنج برابر بیش از حد انتظار بود. در ماه دسامبر موسسه ی تحقیقات صنعتی هندوستان (Kanpur) وجود CNT در سرمه ی نرم را اعلام کرد. گزارش های صنعتی در این سال حاکی از رشد 10 تا 100 برابری تولید نانولوله با انواع و خلوص متفاوت در پنج سال آینده است.

در سال 2006 در ماه ژانویه ساخت لایه های نازک نانولوله به روش تبخیر انجام شد. در ژانویه روش جدید دیگری برای رشد جنگلی (توده ای) نانولوله ها اعلام شد. مجددا همین ماه افزایش الاستیسیته از 20% به 280% با ایجاد تغییرات شدید در قطر و هدایت نانولوله ها با بالا بردن دما. در ماه مارس IBM اعلام کرد که مداری الکترونیکی را به کمک نانولوله ها ساخته است. در همین ماه نانولوله ها به عنوان داربست برای ترمیم اعصاب صدمه دیده استفاده شد.

در ماه می IBM به روشی برای جاگذاری محل دقیق نانولوله دست یافت. در ماه ژوئن دانشگاه رایس ، ابزاری برای الک کردن نانولوله ها در ابعاد و خواص الکتریکی گوناگون اختراع کرد. در ماه جولای استفاده از نانولوله های کربنی در آلیاژ دوچرخه ، باعث پیروزی در مسابقات دوچرخه سواری توردوفرانس (دور فرانسه) 2006 شد. در ماه آگوست معلوم شد که نانولوله های نوسانی می توانند مولکول های منفرد را آشکار کنند و تشخیص دهند. در همین ماه کاهش قیمت تا نصف ، ظرف مدت زمان یک سال (تا 1.6 یورو بر گرم) در مقادیر یک کیلویی برای MWNT با قطر بزرگ تر از 50 نانومتر و طول 50میکرومتر انجام شد.

نویسنده: امین نیک خلق






نظرات() 

کشف نانولوله

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
دوشنبه 5 اردیبهشت 1390-05:48 ب.ظ

کشف نانولوله

در سال 2006 ، مارک مونتیوکس و ولادیمیر کوزنتسف در مقاله ای در نشریه ی کربن به بیان مبدا و منشا نانولوله ها پرداختند. اغلب مقالات معروف و علمی ، کشف لوله های نانومتری توخالی کربنی را به سومیو ایجیما از کمپانی NEC در سال 1991 نسبت می دهند. ولی تاریخ نانولوله های کربنی شکل یافته از صفحه ی گرافیتی به گذشته ای دور و به سال 1952 برمی گردد. در آن سال رادوشکویچ و لوکیانویچ تصاویری واضح از لوله های 50 نانومتری کربنی را در نشریه ی روسی شیمی فیزیک به چاپ رساندند. چه بسا نانولوله های کربنی حتی قبل از آن سال هم ساخته شده بودند. ولی تا زمان اختراع میکروسکوپ های عبوری الکترونی (TEM) امکان مشاهده ی مستقیم این ساختارها فراهم نبوده است. دانشمندان در غرب متوجه این کشف نشده بودند ، زیرا به دلیل جنگ سرد ، تبادل اطلاعاتی بین غرب و شرق بسیار ضعیف بود و مقاله نیز به زبان روسی به چاپ رسیده بود.

قبل از اولین تولید مصنوعی و کشف فولرین های کوچک تر C60 و C70 ، این باور وجود داشت که این مولکول های کروی بزرگ عموما ناپایدارند. اما محاسبات چند دانشمند روسی نشان  داد که مولکول C60 در حالت گازی پایدار است و شکاف باند بزرگی دارد. فولرین ها نیز مشابه اغلب کشفیات بزرگ علمی دیگر ، به طور تصادفی کشف شدند.

در سال 1985 ، کروتو و اسمالی با نتایجی عجیب در طیف جرمی کربن تبخیر یافته مواجه شدند. پس از این حادثه فولرین ها کشف شدند و پایداری آن ها در حالت گازی اثبات شد. اولین مشاهدات فولرین ها در طیف نگاری جرمی غیر منتظره بود و اولین روش تولید انبوه توسط کرچمر و هافمن تا سال ها (قبل از پی بردن به اینکه این روش فولرین تولید می کند) استفاده می شده است.

جستجو برای دیگر فولرین ها نیز آغاز شد و در سال 1991 نانولوله های کربنی توسط ایجیما و همکارانش کشف شدند. کشف نانولوله های کربنی توسط ایجیما در ماده ی حل نشدنی لوله های گرافیتی سوخته شده ، در دوده ی حاصل از تخلیه ی قوس الکتریکی دو میله ی کربنی ، آغازی بر فناوری امروزی نانو درباره ی نانولوله های کربنی شد. این کشفی اتفاقی در ارتباط با فولرین ها بود ، هرچند برای تولید فولرین های باکمینسر ، روش تخلیه ی قوس الکتریکی به خوبی شناخته شده بود. از آن پس محققان زیادی از سرتاسر جهان به مطالعه و بررسی این نانولوله ها مشغول شده اند.

به نظر می رسد که نانولوله های کربنی به طرز غیر مترقبه ای کشف شده اند. اما در مقاله ای که توسط ابرلین ، اندو و کویاما در سال 1976 چاپ شد ، فیبرهای توخالی کربنی در ابعاد نانومتری به روش رشد بخار ، به وضوح نشان داده شده بودند. همچنین در سال 1987 در آمریکا اختراعی به نام تننت برای تولید فیبرهای مجزای استوانه ای کربن با قطری بین 3.5 تا 70 نانومتر و طولی حدود 102 برابر قطر آن ثبت شد. اخیرا کشف نانولوله های کربنی را به اندو و شفاف سازی ساختار نانولوله ها را به ایجیما نسبت می دهند.

ساختار یک بعدی نانولوله ها بسیار مورد توجه فیزیک دان هاست ، زیرا امکان آزمایش در فیزیک کوانتومی یک بعدی را برای آن ها  فراهم می سازد. ساختار درون تهی آن ها هم بسیار مورد توجه شیمی دان هاست ، زیرا امکان در برگیری مولکول ها ، واکنش در فضای محصور و رهاسازی کنترل شده ی مولکول ها برای مصارفی نظیر رساندن دارو به بدن را ایجاد می کند.

نویسنده: امین نیک خلق





نظرات() 

ساختار نانولوله های کربنی

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
یکشنبه 4 اردیبهشت 1390-03:07 ب.ظ

ساختار نانولوله های کربنی

نانولوله های کربنی (CNT) نوعی آلوتروپ کربن هستند که در سال 1952 برای اولین بار کشف شده اند. آن ها استوانه ای شکل هستند و خواص شگفت انگیزی دارند که برای بکارگیری در بسیاری از کاربردهای نانو فناوری ، الکترونیک ، مکانیک ، اپتیک ، کشاورزی ، صنایع هوا - فضا ، مخابرات و بسیاری حوزه های دیگر مناسب هستند. آن ها استحکامی خارق العاده و خواص الکتریکی منحصر به فردی دارند و نیز هادی خوبی برای حرارت می باشند. نانولوله عضوی از خانواده ی فولرین هاست که باکی بال ها را نیز شامل می شود. فولرین ها خوشه ی بزرگی از اتم های کربن در قالب یک قفس بسته می باشند و از ویژگی های خاصی برخوردارند که پیش از این در هیچ ترکیب دیگری یافت نشده بود. بنابراین فولرین ها به طور کلی خانواده ای جالب توجه از ترکیب ها را تشکیل می دهند که با اطمینان می توان گفت در کاربردها و فناوری های آینده استفاده ی وسیع خواهند داشت. 

ساختارهای عجیب و زیادی از فولرین ها وجود دارد ، شامل: کروی منظم ، مخروطی ، لوله ای و همچنین اشکال پیچیده و عجیب دیگر. در اینجا به توضیح مهم ترین و معروف ترین آن ها می پردازیم. ساختار باکی بال به شکل کره و نانولوله به شکل استوانه است (که معمولا یک یا هر دو سر آن با درپوش نیم کروی از ساختار باکی بال پوشیده شده است). نام آن از اندازه اش گرفته شده ، زیرا قطر آن در ابعاد نانومتر است (تقریبا 50000 برابر کوچک تر از قطر موی سر انسان). این در حالی است که طول آن می تواند به بلندی چند میلی متر برسد. طول بلند و قطر کوچک آن ها نسبت طول به قطر بسیار بزرگی را باعث می شود. بنابرین می توان آن ها را تقریبا به صورت فولرین های یک بعدی در نظر گرفت. به این ترتیب انتظار می رود این مواد از خواص جالب الکترونیکی ، مکانیکی و مولکولی ویژه ای برخوردار باشند. در اوایل ، تمام مطالعات تئوری نانولوله های کربنی به بررسی اثر ساختار تقریبا یک بعدی آن ها بر خواص مولکولی و الکترونیکی شان معطوف می شد.

نانولوله ها دارای دو دسته ی اصلی هستند: نانولوله های تک جداره (SWNTs) و نانولوله های چند جداره (MWNTs). نانولوله های تک جداره را می توان به صورت ورقه های بلند گرافیت در نظر گرفت که به شکل استوانه پیچیده شده اند. نسبت طول به قطر نانولوله ها حدود 1000 است و همان گونه که قبلا ذکر شد ، می توان آن ها را به عنوان ساختارهای تقریبا یک بعدی در نظر گرفت. نانولوله ها تماما از پیوند sp2 مشابه گرافیت تشکیل شده اند. این ساختار پیوند ، از پیوند sp3 موجود در الماس قوی تر است و استحکام منحصر به فردی به این مولکول ها می دهد. نانولوله ها معمولا تحت فشار نیروهای واندروالسی به شکل ریسمان به هم می چسبند. نانولوله ها تحت فشار زیاد می توانند به یکدیگر متصل شوند و این امکان به وجود می آید که بتوان نانولوله ای به طول نامحدود و با همان خواص کاربردی نانولوله ها که پیش تر ذکر شد تولید کرد.

باکی بال (C60)


نویسنده: امین نیک خلق



نظرات() 

مقدمه ای بر کامپوزیت ها (3)

نوشته شده توسط :Amin Nickkholgh
شنبه 3 اردیبهشت 1390-09:43 ق.ظ

الیاف کربن و گرافیت :

این الیاف، یکی از مهمترین رشته های تقویت کننده در تمامی انواع کامپوزیت ها هستند. الیاف گرافیت یکی از انواع خاص رشته کربنی است که پس از حرارت دهی به آن به دمایی بالاتر از 2400 می رسد. این فرآیند که به گرافیت سازی موسوم است، باعث ایجاد یک ساختار کریستالوگرافی جهت دار ولایه ای می شود که خواص فیزیکی و شیمیایی بسیار متفاوتی از دیگر انواع غیر گرافیتی کربن دارد. یکی از حالات ویژه گرافیت، گرافیت تک کریستال است. چنین تک کریستالی دارای نظم هگزاگونالی و در نتیجه خواص ناهمسانگرد می باشد. در یک رشته کربنی، خواصی مانند مدول الاستیک در راستای طول وعرض رشته ویا جهت شعاعی آن، تفاوت خواهد کرد. در یک رشته کربنی با هم جهت تر شدن صفحات قائده، یعنی گرافیتی تر شدن ساختار، مدول در راستای محور افزایش یافته و ناهمسانگردی بیشتر خواهد شد. مزایا و معایب الیاف کربنی عبارتند از :

مزایا :

·        استحکام کششی بالا

·        مدول کششی بالا

·        وزن مخصوص پایین

·        ضریب انبساطی حرارتی پایین

·        استحکام خستگی بالا

معایب :

·        استحکام ضربه پایین (شکننده)

·        هدایت الکتریکی بالا

·        کرنش در شکست (پایین)

·        قیمت بالا


نویسنده: حسین رئس زاده دهکردی
ادامه مطلب


نظرات() 




درباره وبلاگ:



آرشیو:


آخرین پستها:


پیوندها:


پیوندهای روزانه:


صفحات جانبی:


نویسندگان:


نظرسنجی:


آمار وبلاگ:







The Theme Being Used Is MihanBlog Created By ThemeBox