مشاوره رایگان تحصیلی
منو

زره های گرافینی!

+ 48
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

+ 48
رأی شما
- 20



www.HUPAA.com
محک
مشاوره رایگان تحصیلی
● 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
● درباره ما
● سفارش آگهی
● تماس با ما
● عضویت در انجمن
● ورود
● RSS
آگهی های متنی
آموزش زبان انگلیسی
سگال - موسسه خیریه حمایت از کودکان فلج مغزی
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
مشاوره رایگان تحصیلی
آخرین گفتگوها در انجمن
جنس زمان از چیست؟ اصلا زمان چیست؟ (227 پاسخ)
چه شد که بیگ بنگ رخ داد؟ (19 پاسخ)
زمین تخت گرایان (189 پاسخ)
فرق میان امواج گرانشی با امواج الکترومغناطیسی (4 پاسخ)
نظر شما درباره ی شکست تقارن ماده و ضد ماده (3 پاسخ)
نسبیت برای نور (8 پاسخ)
ناوردایی نسبت به زمان (2 پاسخ)
فرمول کولن (3 پاسخ)
نیروی وارد بر قاعده از طرف آب (9 پاسخ)
سوال درباره پیچ جاده (2 پاسخ)
اگر چرخش زمین و ماه در یک جهت نبود چی می شد ؟ (0 پاسخ)
سوال از تبدیل ماده به انرژی (28 پاسخ)
معادله حرکت بر روی سطح شیبدار با شتاب ثابت (11 پاسخ)
با باقیمانده بافت مغز پس از جراحی چه می‌توان کرد؟ (0 پاسخ)
انرژی به ماده (1 پاسخ)
زبان اعداد و طیف ارتعاشی آنان در زندگی (3 پاسخ)
اصل طرد پاولی (2 پاسخ)
نمودار سه بعدی تبدیل جرم به انرژی (0 پاسخ)
چرا الکترون روی هسته سقوط نمیکند؟ (17 پاسخ)
سوالی در باب مسئله درهم تنیدگی کوانتومی (13 پاسخ)
معرفی مجله (0 پاسخ)
درهم تنیدگی برای ذراتِ تابش هاوکینگ (0 پاسخ)
بیا تو سوال بپرس (229 پاسخ)
تحولات کره در فضای ثابت و منبسط شونده (3 پاسخ)
پارادوکسی جدید در همزمانی (28 پاسخ)
سیاهچاله (4 پاسخ)
میدان هیگز (0 پاسخ)
بهترین نرم افزار محاسبات فیزیک (1 پاسخ)
تناقض در دو جنبه اصل نسبیت؟ (30 پاسخ)
چگونه بدانیم قلبمان سالم است؟ (0 پاسخ)
معادلات حرکت با سرعت فراتر از نور (3 پاسخ)
بازی با احتمالات (5 پاسخ)
نسبیت به زبان ساده (150 پاسخ)
تاریخچه گشتامد دنباله دار هالی (0 پاسخ)
بعد از نظر فیزیک (3 پاسخ)
چرا پروتون، الکترون را جذب می‌کند؟ (3 پاسخ)
تعادل در هسته مرکزی زمین (2 پاسخ)
عبور از افق رویدادِ یک سیاهچاله (2 پاسخ)
آیا میدان هیگز نوسانی است؟ (0 پاسخ)
موتور بدون سوخت+Free Energy (11 پاسخ)
میدان مغناطیس زمین و تولید نیروی برق( طرحی جالب) (21 پاسخ)
آیا انرژی جرم دارد ؟ (31 پاسخ)
شعاع شوارتزشیلد و نقطه ی تکینگی (17 پاسخ)
سوال وزنه و فنر (0 پاسخ)
علت عبور نور مریی از شیشه سربی بر خلاف گاما (26 پاسخ)
سوال در مورد اصطکاک (29 پاسخ)
حدس گلادباخ (80 پاسخ)
تکنیک حل معادله (4 پاسخ)
برای سفر انسان به مریخ، چه امکاناتی لازم است و این سفر چه مد (1 پاسخ)
مختصات رئوس مربع ها چگونه بدست می آید؟ (4 پاسخ)
جلوگیری از انتشار میدان مغناطیسی (9 پاسخ)
چرا پروتون سبکتر از کوارک است؟ (4 پاسخ)
آزمایش لوله پرتو کاتدی (20 پاسخ)
سفر در زمان با خواب مصنوعی (0 پاسخ)
پارادوکس EPR (8 پاسخ)
چرا آهنربا چوب رو جذب نمیکنه ولی آهن رو جذب میکنه؟ (13 پاسخ)
آهنربای النیکو (1 پاسخ)
چطور میتونم خلاء درست کنم؟! (8 پاسخ)
تیر رعد و برق (6 پاسخ)
کرم‌چاله چیست؟ (0 پاسخ)
مقالات فیزیک
ماموریتی جدید برای شناحت بیشتر خورشید
سلول‌هایی خورشیدی که در شب هم کار می‌کنند
اجداد ما، در چه‌جور جایی زندگی می‌کردند؟
نحوه‌ی صحیح زدن ماسک بهداشتی
ضربان قلب انسان‌ها چقدر به یکدیگر شباهت دارد؟
حسگری که باعث ارتقای صنعت کشاورزی می‌شود
شاید راز بزرگ کیهان در این کشف باشد
یوکوهاما تایرهای کلاسیک تولید می کند
هوش‌مصنوعی، قوانین اساسی مکانیک کوانتومی را یاد گرفت
آیا خوردن سوسیس و کالباس، واقعاً خطرناک است؟
چطور در قوطی را بدون در بازکن، باز کنیم؟
مغز افراد مبتلا به شیزوفرنی، چه تفاوتی با مغز افراد سالم دارد؟
تصویری زیبا از کهکشانی مارپیچی
چین پیشتاز محدود کردن استفاده از پلاستیک‌های یک‌بار مصرف
چطور خشکی چشم را به طور طبیعی درمان کنیم؟
تامین انرژی در ژاپن صددرصد تجدید‌پذیر می‌شود
در کهکشان‌های کوتوله چه خبر است؟
آیا متوسط دمای بدن انسان‌ها، تغییر کرده است؟
چطور سر صحبت را با کسی باز کنیم؟
آیا واقعاً دانشمندان رباتی با سلول‌های زنده ساخته‌اند؟
تاثیر منفی مصرف ماریجوانا بر روی حافظه
تاثیر باورنکردنی انقلاب صنعتی بر رشته‌کوه هیمالیا
تفاوت سیاره‌های غول‌پیکر با ستاره‌های کوتوله در چیست؟
چگونه می‌توان فلز را به عایق تبدیل کرد؟
ساخت دستگاهی هوشمند برای تنظیم قند خون
چطور در خانه آب مقطر تهیه کنیم؟
گونه‌های نادر حیوانات و گیاهان نیز زاغه‌نشین می‌شوند!
چرا برخی افراد در مقابل آنفلوآنزا ضعیف‌تر هستند؟
داستان واضح‌ترین تصویر از کورونای خورشیدی
نحوه تمیز کردن کتری برقی
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
نور آبی آنقدرها هم برای سلامتی شما مضر نیست (0+)
چگونه می‌توان همیشه در سنگ، کاغذ، قیچی برنده بود؟ (0+)
تولید انرژی از پشت سلول‌های خورشیدی (0+)
دانشمندان منشاء زلزله در مریخ را پیدا کردند (0+)
کشف دیواری باستانی در کرمانشاه (0+)
پرورش گوجه فرنگی‌های بهتر با ویرایش ژنی‌ (0+)
چگونه با ویروس کرونا مقابله کنیم؟ (0+)
راهی برای حذف دی‌اکسیدکربن از صنایع (0+)
روشی که پُرخوری را کنترل می‌کند (0+)
۱۱ راز درباره‌ی ماده‌ی تاریک (0+)
چطور خودمان را دوست داشته باشیم؟ (0+)
غذاهای چرب چه بلایی بر سر بدن ما می‌آورند؟ (0+)
ماجرای ادعایی جنجالی درباره‌ی مریخ (0+)
در اعماق سرزمین جنوبگان چه خبر است؟ (0+)
چه‌کار کنیم که فراموشی نگیریم؟ (0+)
ادامه ...