پارچه های مقاوم در برابر ضربه از نانولوله های کربنی و پلی اکریلات استحکام می یابند.
Stab resistant fabric gains strength from carbon nanotubes polyacrylate
مهندس مارال شایق | پنجشنبه, 21 اردیبهشت,1402
پارچه‌هایی که در برابر بریدگی چاقو مقاومت می‌کنند می‌توانند به نجات جان انسان‌ها و جلوگیری از صدمات کمک کنند. اما اگر چاقویی به اندازه کافی تیز باشد یا یک ضربه بسیار قوی وارد شود ، چاقو می تواند از میان برخی از این مواد عبور کند. اکنون، محققان در مجله* ACS Applied Nano Materials گزارش می‌دهند که نانولوله‌های کربنی و پلی‌اکریلات آرامید معمولی را تقویت می‌کنند تا پارچه‌های سبک و نرمی تولید کنند که محافظت و مقاومت بهتری داشته باشد. کاربرد این پارچه ها شامل پوشاک ضد ضربه، کلاه ایمنی ، کفی و همچنین بسته بندی مقاوم در برابر برش است.
(*ACS Applied Nano Materials: مجله ای است که تحقیقات اصلی را منتشر می کند و تمام جنبه های مهندسی، شیمی، فیزیک و زیست شناسی را پوشش می دهد.)
زره بدنی که نرم و منعطف باشد معمولاً از پارچه های آرامید که پلی اتیلن با وزن مولکولی فوق العاده بالا است یا پارچه های کربن و شیشه ساخته می شود. مقاومت این زره ها در برابر سوراخ شدن تا حدودی به اصطکاک بین الیاف نخ در این مواد بستگی دارد. تا یک نقطه، اصطکاک بیشتر به معنای محافظت بیشتر است. تولیدکنندگان می توانند با زبر کردن سطوح الیاف اصطکاک را افزایش دهند، اما این کار نیاز به فرآیند پیچیده ای دارد و بازده محصول در این روش پایین است. از سوی دیگر، نیروی پیوند بین نخ ها را می توان ، با افزودن یک جزء دیگر، مانند یک مایع غلیظ کننده خالص (STF) یا یک پوشش پلی اورتان (PU) افزایش داد. اما این پارچه های کامپوزیتی نمی توانند به طور همزمان نیاز به نازکی، انعطاف پذیری و وزن سبک را برآورده کنند.محققان Ting-Ting Li، Xing-xiang Zhang و همکارانشان می خواستند راه دیگری برای بهبود عملکرد و در عین حال برآورده کردن این معیارها پیدا کنند.
این محققان ، امولسیون پلی آکریلات PAE)) و STF و PU را به عنوان پوشش روی پارچه آرامید آزمایش کردند. در آزمایش‌های شبیه‌سازی شده، پارچه آرامید پوشش‌داده‌شده با PAE عملکرد بهتری نسبت به پارچه بدون پوشش یا پارچه در ترکیب با STF یا PU داشت. نانولوله‌های کربنی باعث سخت‌تر شدن کامپوزیت‌ها می شوند و افزودن آنها به پارچه آرامید، مقاومت در برابر ضربه را بیشتر می‌کند. این تیم تحقیقاتی می‌گوید : علت این امر این است که نانولوله‌ها پل‌هایی را بین الیاف ایجاد کرده و در نتیجه اصطکاک را افزایش می‌دهند. نانولوله ها همچنین یک شبکه نازک و محافظ تشکیل می دهند که تنش را از نقطه ای که ضربه به پارچه وارد شده پراکنده می کند و به جلوگیری از متلاشی شدن الیاف کمک می کند. به گفته محققان،این پارچه کامپوزیتی جدید، سبک، انعطاف پذیر و مقاوم در برابر سوراخ شدن می تواند در کاربردهای نظامی و غیرنظامی مفید باشد.
منبع:انجمن شیمی آمریکا
گالری تصاویر
مطالب مرتبط
افراد دارای مهارت در این زمینه
در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .
