فراتر از فیبر کربن؛ ماده جدید با ۲۰ برابر استحکام بیشتر

حالا که ترکیبات فیبرکربنی از دنیای موتور اسپورت به سمت خودروهای تولیدی نیمه‌اقتصادی مانند ب‌ام‌و i3 و شورولت کوروت قدم گذاشته‌اند، باید منتظر ماند و دید که قدم بعدی چه می‌تواند باشد؟ آیا یک ماده انقلابی دیگر باز هم می‌تواند انتظارات را از سختی، استحکام و وزنی که فیبرکربن در اختیار قرار داده، افزایش دهد؟

Carbon Nanotubes
Carbon Nanotubes

«نانوتوب‌های کربنی» از گزینه‌های اصلی در این زمینه به شمار می‌روند. برای درک بهتر ساختمان این ماده، یک لوله بسیار کوچک را تصور کنید که در دیواره‌هایش اتم کربن به کار رفته باشد. عنوان «نانو» در نام این ماده از نانومتر می‌آید؛ یعنی یک‌میلیاردم یک متر. هر کدام از نانوتوب‌های کربنی تنها یک نانومتر قطر دارند؛ ابعادی که ۲ هزار برابر کوچک‌تر از یک رشته فیبر کربن است. ولی تفاوت مهم‌تر در ساختار کریستالی و ویژگی‌های فیزیکی ست که بین نانوتوب‌های کربنی و فیبر کربن وجود دارد. در مقابل طراحی آراسته و مناسب نانوتوب، فیبرکربن به صورت چیزی است که شیمیدان‌های کوانتوم به آن «توربو استراتیک» می‌گویند؛ یعنی لایه‌های مسطح که هر کدام به ضخامت یک اتم کربن هستند که به‌گونه‌ای تصادفی بر روی یکدیگر قرار گرفته‌اند. این در حالی است که ساختار کریستالی و آرایش اتم‌های با سطح بالاتر در نانوتوب، آن را تبدیل به مقاوم‌ترین و سخت‌ترین ماده شناخته‌شده تاکنون می‌کند و این ماده نزدیک به ۲۰ برابر قدرتمندتر از فیبر کربن است.

Carbon Nanotubes
Carbon Nanotubes

نانوتوب‌ها در کوره با تبخیر ذرات کربنی با استفاده از لیزر تشکیل می‌شوند. البته این کاری نیست که بتوان آن را در خانه انجام داد، چرا که این فرآیند طوری توسعه داده شده که تولید مواد مختلف نانو از نظر اقتصادی امکان‌پذیر باشد. کاربردهای زیادی از این ماده متصور شده است. جان هارت (John Hart) از مهندسی مکانیک انستیتوی تکنولوژی ماساچوست پیش‌بینی می‌کند که شروع استفاده از فناوری نانو در فرآیند خودروسازی با بدنه‌هایی سبک‌تر، مبدّل‌های کاتالیست با بهینه‌سازی بیشتر، لایه نازک‌تر رنگ‌آمیزی و بهبود انتقال حرارت پیشرانه همراه خواهد بود.

carbon fiber
carbon fiber

زیوکس تکنولوژیز (Zyvex Technologies) در شهر کلمبوس از ایالت اوهایو در امریکا، شرکتی است که در زمینه نانوتکنولوژی کربن فعالیت می‌کند و بیش از یک دهه تجربه تولید مواد برای تجیهزات فضایی، زیردریایی‌ها، وسایل ورزشی و تجهیزات خودرو دارد. این شرکت، مصالح ارووِکس (Arovex) را تولید می‌کند که در واقع فیبر کربنی است که با با نانوتوب‌های کربنی و گرافن (ورقه‌ای از کربن به ضخامت یک اتم) تقویت شده است. مطابق گفته زیوکس، ارووِکس نزدیک دو برابر مقاومت برشی بیشتری نسبت به فیبر کربن معمولی دارد. در همین حال، اپووِکس (Epovex) ماده دیگری از این کمپانی است که در مسابقات اتومبیل مورد استفاده قرار می‌گیرد و با توجه به این که به صورت چسب اپوکسی دو قطعه‌ای در ترکیب با نانوتوب‌های کربنی است، می‌تواند برای آسیب‌دیدگی‌های فیبرکربن خودروها مفید واقع شود. اپووِکس دارای استحکام بالا و مقاومت در برابر پوسته‌شدن است و انعطاف‌پذیری بسیار خوبی دارد.

ویژگی شگفت‌انگیز دیگر اپووِکس، قیمت آن است که تقریباً برابر یک دلار برای هر اونس (۲۸ گرم) یا همان هزینه چسب «سوپر گلو» است. البته این بدان معنا نیست که چسب‌های تقویت‌شده با نانوتوب قرار است به زودی در فروشگاه‌های محلی نزدیک خانه شما پیدا شوند. تا زمانی که تأثیرات این مواد نانو بر روی سلامتی بدن انسان به‌خوبی آزموده نشود، این مواد در لیست بررسی‌های سازمان‌های EPA و OSHA باقی خواهند ماند.

درباره نویسنده

تصویر پروفایل مسعود انیس حسینی

مسعود انیس حسینی، مترجم اخبار و مطالب در سایت پدال

21 دیدگاه

  1. SAEED
    سوابق: (355 دیدگاه) ,

    بالاترین دستاورد نانو تکنولوژی
    یک انقلاب دیگه در صنعت خودروسازی و …

    پاسخ
    1. SARD
      سوابق: (77 دیدگاه) ,

      20 برابر فیبر کربن!فکر کنم دوباره کاسه کوزه تمام شرکت های خودرو سازی رو میشکنه!
      ببینیم اولین شرکت که از این ترکیب برا بدنه خودرو هاش استفاده میکنه کدومه.
      من میگم نیسان باشه یا بوگاتی چون هر دوشون میخوان ابر خودرو برا برتری بزنن.

      پاسخ
    2. تصویر پروفایل Reza :: Deutschland :: Mercedes
      Reza :: Deutschland :: Mercedes
      سوابق: (2174 دیدگاه) ,

      درود
      فعلا زوده بگی انقلاب
      این تکنولوژی اینقدر گرونه که از تخیل ما خارجه
      حالا حالا ها طول میکشه در مقیاس بزرگ تولید شه
      ولی خب باید به اینده امیدوار بود

      پاسخ
  2. تصویر پروفایل صادق
    صادق
    سوابق: (2130 دیدگاه) ,

    درود

    20 برابر مستحکم تر یعنی دیگه ….. موندم چی بگم!

    حالا نکته ی مهمی که در حد همون استحکامش مهمه، وزنشه
    که حدس میزنم سبکتر باشه

    در کل ایول داره

    ارادت

    پاسخ
    1. SAEED
      سوابق: (355 دیدگاه) ,

      درود صادق عزیز دیگه نیستی , این روزا خیلی کم پیدا شدی چه خبرا ؟؟
      قبلا ها دور هم بودیم ما هم از کامنتاتون استفاده میکردیم

      اپووکس هم عالی شده دیگه پیشرف یهویی کرده
      انگار 20 پله رو یجا بالا رفته !!
      امیدوارم بزودی شاهد استفاده در صنعت خودرو هم باشیم .

      پاسخ
      1. تصویر پروفایل صادق
        صادق
        سوابق: (2130 دیدگاه) ,

        درود سعید جان

        هستم خدمتت داش شعید، راستش تموم استادان گرامی میانترماشونا زورچپون کردن توی این یک ماه!!! رو همین حساب یکم اوضاع فشرده شده این روزا
        ولی سعی میکنم سر بزنم، آخه موقع امتحانا پدال و بچه هاش میتونن همدم خوبی باشن

        در مورد نانوتوب کربن هم اگه وزنش کمتر از فیبر کربن باشه در آینده قطعا شاهد استفاده اش توی ماشین های سوپر اسپرت خواهیم بود و حتی اگه ظاهرش هم زیبا باشه توی صنعت لوکس سازی هم قطعا کاربرد خواهد داشت (همونطوری که فیبر کربن هم بعضا استفاده میشه)

        خلاصه اینکه به نظرم آینده ی روشنی داره، تا ببینیم چی میشه

        ارادت داداش

        پاسخ
        1. SAEED
          سوابق: (355 دیدگاه) ,

          ما هم ارادت داریم خدمتتون داداش
          موفق باشی

  3. GT-R'
    سوابق: (60 دیدگاه) ,

    اگه با این ماشین بسازیم بعد با نیسان شاخ به شاخ کنه چی میشه؟
    کدوم محکم تره!

    پاسخ
    1. احسان(احسان سابق)
      سوابق: (2213 دیدگاه) ,

      مسلما نیسان گاوی باشه تانک هم برابرش کم میاره

      پاسخ
      1. kurdishlambo
        سوابق: (41 دیدگاه) ,

        نیسان گاوی دیگه جچه؟اینجا 3اف(تویوتا)هست با 60تا زده بود به پراید2نفرو کشته بود و هزاران مورد دیگه!!حالا دیگه نیسان گاوی و خری و اینجور چیزاش دیگه هیچی!

        پاسخ
  4. تصویر پروفایل ALIen
    ALIen
    سوابق: (10 دیدگاه) ,

    عجیبه چون اگه این چندسازه در خودروسازی استفاده بشه در اثر استحکام بالا تمام انرژی حاصل از تصادف و تکونش به سرنشین منتقل میشه و ماشین به جای خم شدن و ضربه گیری تمام شوک و انرژی رو به سرنشین منتقل میکنه.این طور نیست؟؟

    پاسخ
    1. تصویر پروفایل صادق
      صادق
      سوابق: (2130 دیدگاه) ,

      درود

      راستش داش Alien من رشته ام فیزیک و مکانیک و اینجور چیزا نیست، پس ممکنه کامنتم درست نباشه ولی اینطور که به نظر میاد چندتا نکته هست

      اول اینکه 100 درصد ماشین از این نانوتوب ها ساخته نمیشه و ممکنه یه قسمتایی از اتاق با فولاد و آلومینیوم ساخته بشه که تا حدودی جذب انرژی دارن (این یه نکته ی مهمه، همونطور هم که شاسی و پلتفرم با 100 فیبر کربن نداریم(حداقل من ندیدم یا نشنیدم))

      از اون طرف با شکل دادن بدنه میتونن بخش بزرگی از انرژی حاصل رو به هر جایی از ماشین که خواستن هدایت کنن

      مورد سوم هم نمیدونم میشه یا نه ولی ممکنه خود این الیاف انرژی رو جذب کنن ولی مقاومتشون در برابر تخریب زیاده

      ولی در کل یه چیزو مطمئن باش داداش، اونا قبل از هر چیزی سلامت راننده ها و سرنشینا رو تامین میکنن بعد میرن سراغ باقی چیزا

      ارادت

      پاسخ
    2. تصویر پروفایل حسين
      حسين
      سوابق: (1172 دیدگاه) ,

      درود. بحث مقاومت به ضربه با استحکام یکمی متفاوته. در تصادف هم استحکام مورد نیازه هم مقاومت به ضربه هم انعطاف پذیری. نانو لوله های کربنی مقاومت به ضربه و استحکام بالایی دارن ولی انعطاف پذیریشون کمه. معمولا کامپوزیت میشن و به صورت خالص استفاده نمیشن. مثلا به صورت فاز تقویت کننده در فلز نرمی مثل آلومینیم قرار میگیرن که خواص فوق العاده ای رو ایجاد میکنه.

      پاسخ
  5. ارش
    سوابق: (122 دیدگاه) ,

    فک کنم 100ساله دیگه ما به تکنولوزی فیبر کربن در خودرو برسیم

    پاسخ
  6. تصویر پروفایل حسين
    حسين
    سوابق: (1172 دیدگاه) ,

    درود. تولید نانو تیوب اونقدر هزینه داره که حالا حالاها نباید منتظرش موند. هر گرمش خدا تومن قیمت داره. هنوز هم روشهای تولیدش در حدی پیشرفت نکردن که بشه به صورت صنعتی نانولوله (نانو تیوب) با کیفیت تولید کرد. در سیستم ترمز به صورت کامپو زیت استفاده میشه اما نه در همه اتومبیلها. به هر حال اون طوری که توی این متن تاکید شده نباید منتظر حضور انبوهش در خودروسازی و یک تحول جدید باشیم

    پاسخ
    1. تصویر پروفایل حسين
      حسين
      سوابق: (1172 دیدگاه) ,

      اصلاح میکنم. در مورد انعطاف پذیری باید بگم مطمئن نیستم که انعطاف پذیر نباشن، احتمالا هستن اما نیرویی که برای خم کردنشون نیازه حدود 5 برابر فولاده

      پاسخ
  7. just 323
    سوابق: (8 دیدگاه) ,

    دوستانی که مقاومت مصالح پاس کردن یکم توضیح بیشتری بدن اگه خونده باشن ولی فک نکنم….

    پاسخ
  8. Ehsan
    سوابق: (1252 دیدگاه) ,

    البته قیمت تمام شده برای شرکت ها در اولویت قرار داره ، مثلا BMW به دنبال تولید فیبر کربن با قیمت پایینه

    پاسخ
  9. محمد
    سوابق: (1 دیدگاه) ,

    من مهندس عمران هستم…از فیبر های کربنی استفاده های زیادی در ساختمان سازی می شود البته در خارج از ایران ودر ایران استفاده کمی داره…شاید بتوان از این ماده جدید برای کوچکتر کردن ابعاد اسکلت سازه ها استفاده کرد…

    پاسخ
  10. hsts
    سوابق: (1 دیدگاه) ,

    سلام من چند تا سوال دارم لطفا جواب دهید
    1 قیمت فیبر کربنی چقدره؟
    2 ایا در برابر ضربه و اجسام تیز مقاومت داره؟
    3 میشه با اون زره ساخت؟

    پاسخ

دیدگاه شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفاً از نوشتن به‌صورت پینگلیش، اجتناب نمایید. نظرات حاوی توهین، عبارات غیراخلاقی، سیاسی، مطالب غیر مرتبط، اسپم، ترول و تبلیغاتی پذیرفته نمی‌شوند. برای تغییر آواتار خود می‌توانید از سایت گراواتار استفاده نمایید.