تولید الیافی مستحکم با فرآیند ریسندگی مرطوب

به گزارش خبرگزاری صداوسیما، به گفته محققان دانشگاه رایس، پردازش نانولوله‌های نیترید بور در گذشته سخت بود اما با این فناوری جدید، تولید این نانولوله‌ها دیگر دشوار نیست.
این دستاورد محققان، کار با نانولوله‌های بسیار ارزشمند را ساده‌تر کرده است تا آن‌ها را برای کاربرد در مقیاس بزرگ از جمله هوافضا، الکترونیک و انرژی، مناسب‌تر کند.
محققان در مقاله‌ای که در نشریه Nature Communications منتشر کردند، گزارش دادند که نانولوله‌های نیترید بور، BNNT، را در شرایط مناسب به بلور‌های مایع عمدتاً با غلظت‌های بالای ۱۷۰ قسمت در میلیون در اسید کلروسولفونیک تبدیل می‌کنند.
این بلور‌های مایع از BNNT‌های هم تراز تشکیل شده‌اند که پردازش آن‌ها بسیار ساده‌تر از نانولوله‌های درهم پیچیده‌ای است که معمولاً در محلول تشکیل می‌شوند. این آزمایشگاه اقدام به تشکیل الیاف و فیلم از محلول‌های بلوری مایع کرد.
نانولوله‌های نیترید بور مانند نانولوله‌های کربنی هستند با این تفاوت که اتم‌های بور و نیتروژن به صورت متناوب به جای کربن در شبکه‌های شش ضلعی قرار گرفته‌اند. هر دو نوع نانولوله‌ها قوی هستند، اما برخلاف نانولوله‌های کربنی رسانای الکتریکی، BNNT‌ها عایق‌های الکتریکی خوبی هستند و از نظر حرارتی و شیمیایی در هوا تا دمای ۹۰۰ درجه سانتیگراد (۱۶۵۲ درجه فارنهایت) پایدار هستند.
برای تشکیل بلور‌های مایع، محققان باید مطمئن شوند که نانولوله‌های آن‌ها عاری از آلاینده‌ها هستند. سدریک جینسترا، نویسنده ارشد این مقاله گفت: «نمونه‌های اولیه BNNT حاوی ساختار‌های نیترید بور غیر نانولوله‌ای زیادی بودند. آن‌ها یا از نظر شیمیایی به BNNT‌ها متصل بودند یا فقط از نظر فیزیکی به گونه‌ای چسبیده بودند که از پراکندگی BNNT‌ها در اسید و تراز شدن آن‌ها در غلظت‌های بالاتر جلوگیری می‌کرد.»
وی افزود: «تفکیک این آلوتروپ‌های نیترید بور از BNNT‌ها دشوار است و حتی اندازه گیری غلظت آن‌ها دشوار است. همه انواع مختلف نیترید بور با هر روش کمّی که تاکنون امتحان کرده‌ایم یکسان به نظر می‌رسند.»
این محقق اضافه کرد که بهینه‌سازی فرآیند تصفیه BNNT برای تشکیل محلول‌های بلوری مایع و استفاده از فرآیند تصفیه توسعه یافته در آزمایشگاه به آن‌ها کمک کرد تا دسته‌های بهتری از BNNT‌ها را بدست آورند. پس از تولید مواد مناسب، گروه تحقیقاتی آماده شد تا به سرعت روش‌های ریسندگی مرطوب خود را برای الیاف نانولوله‌های کربنی وفق دهد تا اولین رشته‌های نیترید بور را با این فرآیند بسازند.»
وی با اشاره به اینکه بلور‌های مایع پیش ساز ایده‌آلی برای الیاف هستند، خاطرنشان کرد که فیلم‌های BNNT به عنوان فیلتر برای نور ماوراء بنفش، پوشش‌های ضد رسوب و محافظت در برابر خوردگی مفید هستند.