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
چرا دو خط موازی به هم میرسند؟ (0 پاسخ)
درخواست مشاوره از دوستانی که فیزیک خوندن (52 پاسخ)
بهترین روش ذخیره انرژی چیست؟ (10 پاسخ)
آهنگ لحظه ای تغییر چیست؟ (7 پاسخ)
راه حلی آسان برای یافتن اعداد اول (9 پاسخ)
سوال در مورد ترانس افزاینده ولتاژ (1 پاسخ)
نظریه گرانش حرکتی (46 پاسخ)
مقالاتي از گوشه و كنار فيزيك... (81 پاسخ)
فضای دوگان چیست؟ (0 پاسخ)
زمان و اتم (1 پاسخ)
حرکت ذره باردار در میدان الکتریکی و مغناطیسی ثابت (7 پاسخ)
حرکت بر اساس خمش فضازمان (1 پاسخ)
محاسبه خط ترمز خودرو (19 پاسخ)
نیمه رسانا (10 پاسخ)
برانگیخته شدن الکترون (1 پاسخ)
بيگانه ها (11 پاسخ)
قطار انیشتین (19 پاسخ)
ردیف هفتم جدول تناوبی تکمیل شد (2 پاسخ)
فرمول طلایی (0 پاسخ)
اندازه حرکت، انرژی (3 پاسخ)
دافعه قطب های آهنربا (2 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (16 پاسخ)
ممان الکتریکی و مغناطیسی (4 پاسخ)
پرواز بر روی ماه (10 پاسخ)
پرسشهایی درباره ی بالن ها (13 پاسخ)
پارسی را پاس بداریم (984 پاسخ)
مسئله ی سیملوله (5 پاسخ)
خطوط میدان الکتریکی (4 پاسخ)
پذیرش برای دوره کارشناسی در رشته فیزیک (1 پاسخ)
سوال در مورد جریان الکتریکی (5 پاسخ)
اتصال کوتاه خروجی های ژنراتور، روتور (3 پاسخ)
نظریه ی غلظت (68 پاسخ)
زمین تخت گرایان (168 پاسخ)
منظور معادله E=mc2 چیه؟! (1 پاسخ)
جزئیات الکترون و ... (8 پاسخ)
فنر در میدان الکتریکی (سوالی نسبیتی) (4 پاسخ)
شروع یادگیری فیزیک برای علاقه مندان (28 پاسخ)
فرق ایزوتوپ پایدار و ایزوتوپ ناپایدار چیست؟ (6 پاسخ)
آموزش فرمول نویسی در هوپا با Mathjax (1 پاسخ)
تفاوت نیرو با انرژی چیست؟ (27 پاسخ)
روش دقیق بدست آوردن ثابت هابل (7 پاسخ)
پارادوکس فوتو الکتریک (23 پاسخ)
تصاویر نجومی (2000 پاسخ)
نفوذ پذیری امواج الکترومغناطیس (16 پاسخ)
مشاهده عجیب یک ستاره (6 پاسخ)
آیا با رد قانون پایستگی انرژی موافقید؟ (32 پاسخ)
کهکشان راه شیری تخت نیست، پیچ‌وتاب دارد (0 پاسخ)
سوال در مورد میدان مغناطیس (18 پاسخ)
بررسي روزانه وضعيت جوي كشور (8 پاسخ)
فرمولی برای محاسبه رسیدن خودرو به خط پایان (4 پاسخ)
یاد گرفتن ریاضی به صورت حرفه‌ای (6 پاسخ)
پیش بینی لنگ زدن محور چرخش اکثر کهکشان ها و ستارگان بزرگ (0 پاسخ)
سوالی پیش پا افتاده در تداخل ویرانگر دو موج نور (8 پاسخ)
چرا الکترون باید تغییر مکان بده؟ ( طبق کوانتوم) (3 پاسخ)
شبیه سازی رنگ آبی آب دریا (9 پاسخ)
محاسبه گشتاور مورد نیاز بلند کردن جسم (4 پاسخ)
طولِ موجِ پرتوی بازتابی از آینه ی شتابدار (سوالی نسبیتی) (101 پاسخ)
مرز فیزیک کوانتوم کجاست؟ (14 پاسخ)
انفجار بزرگ (34 پاسخ)
سوال درباره حرکت نسبیتی (28 پاسخ)
مقالات فیزیک
چرا نباید در طبیعت ته‌سیگار انداخت؟
اولین سلول‌ها در دنیا چگونه شکل گرفتند؟
آیا این سیارک زمین را نابود می‌کند؟
مسابقه‌ی علمی شماره‌ی چهل
چگونه وقت‌تان را مدیریت کنید؟
چرا ما پیر می‌شویم؟
جهان ما چگونه آغاز شده است؟
ایروبیک چطور بر عملکرد ما تاثیر می‌گذارد؟
چگونه افسردگی را بشناسیم و با آن مقابله کنیم؟
شکل‌گیری ستارگان در کهکشان‌های کوتوله
تاثیرات مثبت و منفی اجتماعی الکل بر روی انسان
پیریِ رگ‌ها در سالمندی چه بلایی بر سر مغز ما می‌آورد؟
چطور درد دندان را تسکین دهیم؟
ساخت مایعی با خاصیت مغناطیسی
مغز بزرگ یا شکم بزرگ؟
هوش‌مصنوعی چگونه پیشرفت می‌کند؟
چگونه بر ترس خود غلبه کنیم؟
میکروب‌ها چگونه انرژی لازم برای رشد خود را تولید می‌کنند؟
کاوش در جمعیت ستاره‌های کهکشان راه‌شیری
راهی برای خلاصی از نیش زنبور عسل
چگونه خوابی راحت داشته باشیم؟
رفتاری که عمر شما را زیاد می‌کند
کشف سیاره‌ای با مداری غیرعادی
تشابه عجیب دایناسوری منقرض شده با پرنده‌ای امروزی
احتمالاً کودکان در رحم مادر به اوتیسم مبتلا می‌شوند!
آثاری هنری متعلق به ۱۱۵،۰۰۰ سال پیش
توده‌ای عجیب در معده‌ی دختر هندی
چگونه از گزش حشرات جلوگیری کنیم و جای نیش آن‌ها را درمان کنیم؟
چگونه با بی‌اشتهایی مقابله کنیم؟
بزرگترین مشکل انسان‌ها در مریخ حل شد
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
اگر زمین سه‌ خورشید داشت، شرایط چگونه می‌شد؟ (0+)
چگونه می‌توان به یک فرد با اعتماد‌به‌نفس بالا تبدیل شد و در زندگی موفق بود؟ (0+)
کشف باستانی عجیب در فسیل‌ یک دایناسور (0+)
گرانش کوانتومی تقارن ندارد (0+)
مسابقه‌ی شماره‌ی سی و شش (عکاسی از حیوانات) (0+)
خصوصیت ژنتیکی که می‌تواند مصرف آب کشاورزی را کاهش دهد (0+)
زندگی سیاره‌های فراخورشیدی چگونه است؟ (0+)
کبد چرب چگونه به‌ سراغ شما می‌آید؟ (0+)
چطور از ابتلا به سرماخوردگی و آنفولانزا جلوگیری کنیم؟ (0+)
چطور با روش‌های طبیعی، از پوست خود مراقبت کنیم؟ (0+)
کشف سیاره‌ای فراخورشیدی که نمیتواند فلزات را تحمل کند (0+)
بلایی که برای جنگل‌های آمازون نعمت است (0+)
خطر آسفالت‌های خیابان در فصل تابستان (0+)
ارتباط با حیوانات استرس را کاهش می‌دهد (0+)
فرگشت شیردادن مادر به نوزاد (0+)
ادامه ...