مشاوره رایگان تحصیلی
منو

زره های گرافینی!

+ 46
رأی شما
- 20

ورقه‌های گرافینی وقتی در معرض «میکروگلوله‌ها» قرار می‌گیرند٬ ۸ تا ۱۰ برابر بهتر از استیل رفتار می‌کنند. این نتیجه‌ای است که پژوهش‌گران در ایالات متحده به آن دست یافته‌اند. این محققان کره‌های کوچکی از جنس سیلیس را به سوی این ماده‌ی کربنی شلیک کرده و انرژی جنبشی کره‌ها را قبل و بعد از برخورد با هم مقایسه کرده‌اند. نتیجه حاکی از آن است که می‌توان از گرافین در ساخت جلیقه‌های ضدگلوله در میان دیگر کاربردهای آن بهره برد. از این فناوری می‌توان برای آزمایش میزان استحکام و سفتی دیگر نانومواد نیز استفاده کرد.

تصور می‌شود «ماده عجیب» گرافین (ورقه‌هایی از کربن که تنها یک اتم ضخامت دارند) - به یمن شبکه‌ی شش‌گوش دوبعدی آن که اتم‌های کربن با پیوند کوولانسی به هم متصل شده‌اند- قوی‌ترین ماده در جهان باشد. پژوهش‌گران اخیراً مدول یانگ گرافین را اندازه گرفته‌اند که نزدیک به مدول الماس است. این مدول اندازه‌‌‌ای از چگونگی مقاومت ماده در برابر تغییرشکل را بدست می‌دهد. اگرچه چنین آزمایش‌هایی اطلاعات ارزشمندی از ویژگی‌های مکانیکی ماده را فراهم می‌کند اما این آزمایش‌ها اساساً آزمایش‌های کم سرعتی هستند که برخورد در آن‌ها در کمتر از یک متر بر ثانیه اتفاق می‌افتد. در نتیجه نمی‌توانند توصیف‌گر تغییر شکل‌هایی باشند که بسیار سریع‌تر اتفاق می‌افتد (چیزی‌که در برخوردهای بالیستیک مشاهده می‌شود) که سرعت پرتابه‌ها در چنان برخوردهایی تا ۱۰۰۰ برابر سریع‌تر نیز می‌رسد. هرچند فناوری‌های با سرعت‌بالا و با آهنگ کرنش بالا وجود دارند اما این روش‌ها برای لایه‌های بسیار نازک از مواد مناسب نیستند.

آزمایش برپایه‌ی لیزر

تیمی به رهبری ادوین توماس (Edwin Thomas) از دانشگاه رایس اخیراً فناوری جدید موسوم به آزمایش برخورد پرتابه بر پایه‌ی لیزر (LIPIT) را ارائه کرده‌اند و اکنون با بهبود دادن آن استحکام گرافین را آزموده‌اند. در این فناوری٬ چیزی‌که پژوهش‌گران به سمت گرافین شلیک می‌کنند٬ کره‌ای جامد در اندازه‌ی میکرون و از جنس سیلیس دیده می‌شود که با سرعت تقریباً ۳ کیلومتر در ثانیه به طرف ورقه‌ای کربنی حرکت می‌کنند. سرعت این میکروگلوله‌ها قبل و بعد از آن‌که در ماده نفوذ کردند٬ اندازه‌گیری می‌شود. با این اوصاف امکان محاسبه‌ی مقدار انرژی جنبشی از دست‌رفته‌ی گلوله‌ها در طی آزمایش برای محققان فراهم می‌شود. این آزمایش بر روی غشاهای گرافینی چندلایه انجام شده که ضخامت آن‌ها از ۱۰ تا ۱۰۰ نانومتر متغیر است٬ ضخامتی که معادل ۳۰ تا ۳۰۰ لایه‌ی گرافین است. با این فناوری بخش کوچکی از نمونه‌ی موردنظر در آهنگ‌های بسیار بالا کرنش‌یافته یا تغییر شکل می‌دهد.

برداشتی هنری از آن‌چه دانش‌مندان دانشگاه رایس در هنگام شلیک میکروگلوگه‌ها در سرعت‌های ابرصوتی به داخل گرافین دریافته‌اند.

پژوهش‌گران نمونه‌های گرافینی چندلایه را مورد استفاده قرار داده‌اند که از توده‌ای از گرافیت تراشیده شده است. این محققان قادر بوده‌اند تا میکروگلوله‌های خود را با سرعت‌های ابرصوتی با استفاده از پالس لیزر شلیک کنند. آن‌طور که جائه-هوانگ لی (Jae-Hwang Lee) عضوی از این تیم توضیح می‌دهد: «به جای باروت٬ لایه‌ی نازکی (۵۰ نانومتر) از جنس طلا را با پرتو لیزرِ متمرکز تبخیر کرده‌ایم. نتیجه گاز طلایی‌رنگ است که به میکروگلوله‌ها شتاب می‌دهد».

پس از تحلیل تصاویر میکروسکوپیکی این برخوردها٬ پژوهش‌گران دریافتند که گرافین موجب اتلاف انرژی جنبشی میکروگلوله‌ها ابتدا با کشیدگی به داخل یک فضای مخروطی‌شکل در نقطه‌ی برخورد شده و سپس در طول جهات بلورشناختی ترک می‌خورد. به بیان لی این ترک‌خوردگی‌ها به سمت بیرون و فراتر از منطقه‌ی برخورد گسترش می‌یابد.

اتلاف کارآمد انرژی

به گفته‌ی لی: «وقتی یک میکروگلوله به داخل ماده هدف نازک رسوخ می‌کند٬ انرژی جنبشی پرتابه را با بازگشت‌دادن این انرژی تلف می‌کند. گرافین قادر است این مقدار انرژی را بسیار کارآمدتر تلف کند که باعث می‌شود از دیگر مواد (حتی استیل) نیز بهتر باشد».

به بیان او نتایج این آزمایش مشخص می‌کند که گرافین ممکن است برای ساخت جلیقه‌های ضدگلوله و دیگر انواع زره‌ها ماده‌ای ایده‌آل به حساب آید. «حتی این ماده را می‌توان در کاربردهای آتی همچون پوششی بر ماهواره‌ها و در ایستگاه فضایی بین‌المللی در مقابل میکروشهاب‌سنگ‌ها استفاده کرد».

پژوهش‌گران ادعا می‌کنند که فناوریِ میکروبالیستیک آن‌ها می‌تواند به عنوان روشی برای مطالعه‌ی رفتار مکانیکی دیگر مواد نانوساختار مختلف نیز استفاده شود.

این تیم که شامل محققانی از دانشگاه ماساچوست امهرست است اکنون مشغول آزمودن این آزمایشِ مینیاتوری بر روی دیگر سیستم‌های گرافینی مختلف هستند؛ سیستم‌هایی شامل ترکیبات گرافینی و گرافین با نقص‌های مهندسی‌شده است که انتظار می‌رود سبک‌تر از گرافین بکر و دست‌نخورده باشد.

این پژوهش در مجله‌ی ساینس انتشار یافته است.

psi.ir

+ 46
رأی شما
- 20



www.HUPAA.com
مشاوره رایگان تحصیلی
ویدیو کلیپ علمی
محک
● مقالات فیزیک
● اخبار فیزیک
● مطالب پربیننده
● مجله علمی
● کوانتوم و فیزیک جدید
● الکترومغناطیس
● نظریات ایرانی
● نجوم و اخترفیزیک
● فلسفه و متافیزیک
● نانوتکنولوژی
● برق و الکترونیک
● هواشناسی و فیزیک جو
● فیزیک نور و اپتیک
● مکانیک و ترمودینامیک
● مطالب متفرقه
● معرفی کتاب
● دانشمندان
● فیزیک در ایران
● سایتهای فیزیک انگلیسی
● سایتهای فیزیک فارسی
● دانلود نرم افزار
● تصاویر دیدنی
● پزشکی و سلامت
امکانات
● خانه
● انجمن فیزیکدانان جوان ایران
● چت روم هوپا
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
● تحصیل در کانادا
عضویت در خبرنامه
ایمیل :
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
ادامه تحصیل در خارج از کشور
پزشکی و سلامت
مشاوره رایگان تحصیلی
بیگ بنگ
آخرین گفتگوها در انجمن
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
زمین تخت گرایان (147 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (2 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (2 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (95 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
نیروی پنجم؟ (0 پاسخ)
کتاب ماجراجویی های فیزیکدان قرن بیستم (4 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (50 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (15 پاسخ)
درخواست معرفی منابع آموزشی جهت یادگیری برخی محاسبات (5 پاسخ)
محاسبه طول یک رول کاغذ به ضخامت و شعاع مشخص (1 پاسخ)
فاصله ی بین نقاطِ شتابدار از دیدِ ناظران لَخت (سوالی نسبیتی) (79 پاسخ)
نوسانات کوانتومی (6 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (7 پاسخ)
نظر غالب در رابطه با انبساط کیهان چیست؟ (0 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی و اثبات کامل آن بر اساس نظریه نسبیت عمومی (9 پاسخ)
گالری عکس آسمان (645 پاسخ)
ضرایب پتانسیل (3 پاسخ)
روش فدیف (انجام محاسبات چند جسمی) (0 پاسخ)
آیا زمان بردار است؟ (چون جهت دارد: از گذشته رو به آینده) (19 پاسخ)
نگاهی نو به زمان (33 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (26 پاسخ)
توضیح چرایی انحراف جزئی سیاره عطارد از مدار خودش (3 پاسخ)
پیش بینی آینده ساختار کیهان بر اساس نظریه گرانش حرکتی (1 پاسخ)
نیروی الکتروگراویتی (3 پاسخ)
علت چرخش الکترون چیست؟ (13 پاسخ)
ساده ترین بیان برای منشاء گرانش (18 پاسخ)
پیش بینی چرخش خودکار کهکشان ها (0 پاسخ)
معرفی سه ساختار اصلی برای پایداری کهکشان ها (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت ماده تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکتی (0 پاسخ)
توضیح کامل درباره ماهیت انرژی تاریک بر اساس نظریه گرانش حرکت (0 پاسخ)
کتاب فیزیک آینده (2 پاسخ)
جنس ذره برخورد کننده (5 پاسخ)
وجود قید در ترکیب (7 پاسخ)
چرخش به دور درخت با سرعت نور (18 پاسخ)
نیروی گرانش از کجا پدید می آید منشا آن چیست؟ (40 پاسخ)
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (225 پاسخ)
علیت (16 پاسخ)
فعالیت نوری (2 پاسخ)
منظور هاوكينگ از به وجود آمدن جهان از هیچ چیست؟ (15 پاسخ)
زمان در مکانیک کوانتومی (3 پاسخ)
مدار RLC (1 پاسخ)
نور و میدان مغناطیسی (1 پاسخ)
تعریف فاصله در نسبیت و سازگاری نسبیت عام با مکانیک نیوتونی (20 پاسخ)
پایان نظریۀ نسبیت اینشین به تمام جهان اعلام می شود (10 پاسخ)
کهن‌ترین مولکول کیهان در فضا کشف شد! (0 پاسخ)
پایان نسبیت اینشتین با حل دقیق معادلات خود او ( فیزیک مطلق) (29 پاسخ)
اثبات حیرت آور فیزیک مطلق بر اثر سیارات روی سینگال های زمینی (17 پاسخ)
انفجار فیزیک توسط عدم برابری بار الکتریکی الکترون و پروتون (5 پاسخ)
نانوتکنولوژی و کاربردهای آن (1 پاسخ)
نسبیت، انرژی و ماده (2 پاسخ)
قانون فاراده (1 پاسخ)
هسته درونی عطارد جامد است (0 پاسخ)
آیا عینک‌های فوتوکرومیک هم جزو مواد هوشمند هستند؟ (0 پاسخ)
نسبیت در سرعت زاویه ای (6 پاسخ)
حرکت ذره باردار در دو میدان (4 پاسخ)
نخستین مریخ‌لرزه ثبت شد! (0 پاسخ)
بسط تیلور (6 پاسخ)
مقالات فیزیک
بازوی رباتیک جدید را با ذهن کنترل کنید
نور آبی شما را می‌کُشد!
عمر خورشید چگونه تمام می‌شود؟
در قطب شمال مریخ چه می‌گذرد؟
کشف ویژگی جدید نور
مصرف آنتی‌بیوتیک، شما را در برابر آنفلوآنزا ضعیف می‌کند
بدون برش دی‌ان‌ای می‌توان ژنوم را تغییر داد!
خواب نامناسب چه بلایی به‌سر جمجمه می‌آورد؟
پرتوی‌های کیهانی عامل اصلی فرگشت
جاسوسی از یخچال‌های طبیعی هیمالیا
احتمال برگرداندن چه‌جور کیف‌پول گم‌شده‌ای بیشتر است؟
اسرار زندگی کروکودیل‌های باستانی فاش شد
کشف منشاء یک انفجار رادیویی
معجزه‌ی هوش‌مصنوعی در بخش پزشکی
شناسایی سلولی ضدآلرژی
چگونه یک سیاره متولد می‌شود؟
درمانی سریع برای اضافه وزن شدید
حافظه‌ی کامپیوترهای آینده را بشناسیم!
میکروب‌هایی که داروهای ما را می‌خورند
شگفتیِ انفجارهای گاما
در مرکز کهکشان راه‌شیری چه خبر است؟
حفره‌های اسرارآمیز دریای جنوبگان
گونه‌های مختلف نهنگ با هم جفتگیری می‌کنند!
نگاهی به اعماق کهکشانی از خوشه‌ی سنبله
آغاز عصر جدید زمین‌شناسی
حلقه‌های اسرارآمیز سیاره‌ی اورانوس
بگذارید بچه‌ها خاک بازی کنند!
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی سی و یک
کشف کرمی که سنگ‌ می‌خورد!
دلیلی برای خشکی سرخرگ‌ها
ادامه ...
اخبار فیزیک
یافته های تازه دانشمندان ممکن است سفر در زمان را غیرممکن کند!
نگاهی به دوردست‌های کیهان به کمک یک خوشه کهکشانی غول‌پیکر
سنجش ذرات در کیهان اولیه
پیش‌بینی جرم ذره «هیگز» توسط سیمپسون‌های کارتونی 14 سال قبل از سرن!
فریب فوق‌العاده نور توسط محقق ایرانی
طراحی پای مصنوعی دارای سیستم بینایی توسط دانشمندان ایرانی
حل یک مساله سی‌ساله فیزیک شبیه‌سازی مواد ابررسانا با اتم‌های فوق سرد با همکاری فیزیکدان ایرانی
مخترع لیزر چارلز تاونز در 99 سالگی درگذشت
حل معماهای فیزیک در آزمایشگاه‌های ارزان بجای شتاب‌دهنده‌! مشاهده حالت بوزون هیگزی در ابررسانا برای نخستین بار
سه ایرانی در میان 100 نفر کاندیدای نهایی سفر بی بازگشت به مریخ
آمادگی برخورددهنده بزرگ هادرونی برای کشف یک ذره جدید
مشاهده پیوند شیمیایی اتم‌ها و تشکیل مولکول برای نخستین‌بار
کشف عجایب حبابی با سی‌تی اسکن درون یک ابرنواختر
لوح انجمن جهانی نفرولوژی به «پدر علم نفرولوژی ایران» اعطا می‌شود
چرا برخی کهکشان‌ها جوانمرگ می‌شوند؟
ادامه ...
مطالب پربیننده
تاثیر مخرب کم‌خوابی بر بدن (0+)
سیبری سکونت‌گاهی خوش آب‌وهوا خواهد شد (0+)
آشکارسازی مرز پلاسمای کیهانی (0+)
ابتدا سیاه‌چاله‌ها بوده‌اند یا کهکشان‌ها؟ (0+)
گوشتخوارترین گیاه جهان (0+)
چرا بچه‌ی انسان دیرتر از بچه‌ی پستانداران دیگر رشد می‌کند؟ (0+)
عمر حلقه‌های زحل چقدر است؟ (0+)
ویرایش دی‌ان‌ای در فضا (0+)
چربی بدن شما را افسرده می‌کند (0+)
کشف دو سیاره‌ی زمین‌مانند در نزدیکی منظومه‌ی شمسی (0+)
چرا سگ‌ها بیشتر کودکان را گاز می‌گیرند؟ (0+)
مرسدس، قوانین فیزیک را دگرگون کرد! (0+)
پرچم هند در ماه بالا می‌رود (0+)
داروی فشار خون، آلزایمر را هم درمان می‌کند (0+)
رابطه با انسان باعث تکامل سگ‌ها شده است! (0+)
ادامه ...