الیاف ترکیبی پلیمری با انعطاف لاستیک و استحکام فلز

پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی توانسته اند نوعی الیاف ترکیبی پلیمری بسازند که استحکام فلزات و خواص کشسانی لاستیک را به طور همزمان در خود داشته باشد.

این الیاف ترکیبی پلیمری در صنایع مختلف مثل رباتیک و بسته بندی کاربرد دارد؛ مثلا به عنوان پوست یک ربات می توان از این الیاف پلیمری استفاده کرد.

این الیاف مورد بحث، ترکیبی از فلز گالیم با پوشش پلیمری کشسان (لاستیکی) است که با برخورداری از خواص فلزات و لاستیک ها به شکل همزمان، در مقابل تنش و فشار مقاومت بالایی دارد.

آنچه که سبب تولید این الیاف ترکیبی پلیمری شد، تحقیقی بود که دانشمندان دانشگاه کارولینای شمالی به دنبال عملیاتی کردن آن بودند. این گروه می خواستند ماده ای بسازند که استحکام فلزات را داشته باشد اما در مقابل، تنش های شدید و خم های متعدد را تحمل کرده، خواص خود را از دست نداده و در نهایت دچار شکستگی نشود.

چنین خاصیتی در علم پلیمرها به نام چقرمگی مواد شناخته می شود. هر چه یک ماده چقرمه تر باشد، توانایی آن در جذب فشار و تنش ناشی از تحمل بار بیشتر بوده و سخت تر شکسته یا پاره خواهد شد.

الیاف ترکیبی پلیمری با انعطاف لاستیک و استحکام فلز

پوشش پلیمری هم چنین نقشی را دارد و زمانی که ماده مورد کشش قرار می گیرد، انسجام کلی خودش را حفظ کرده و پس از پایان کشش، قطعات جدا شده فلز را به یکدیگر می رساند.

سرپرست این پروژه تحقیقاتی، پروفسور مایکل دیکی است که اظهار داشته مغزیِ فلزی رشته الیاف جدید قادر است به کمک پوشش پلیمری، تا ۷ برابر طول اصلی کشیده شود و سپس به حالت ابتدایی خود باز گردد.

این قابلیت به شدت در صنعت مورد استفاده است. به عنوان مثال از این امکان برای بخش های متحرک و مفاصل ربات ها می توان استفاده کرد و علاوه بر مقاومت بالا در برابر ضربات (خاصیت فلز)، جلوی تحرک ربات را نیز نخواهد گرفت.

در حال حاضر تلاش های بسیاری برای تقلید از پوست انسان و به کارگیری آن در ربات ها صورت می گیرد که به گفته پروفسور دیکی، الیاف توسعه یافته در دانشگاه کارولینای شمالی ضمن حفظ خاصیت کشسانی پوست، مقاومت آن را نیز افزایش داده است.

در پایان لازم به ذکر است که در این پروژه به منظور اثبات عملیاتی بودن طرح، از فلز گالیم (Ga) استفاده شده اما در صورت نیاز، امکان استفاده از سایر فلزات برای دستیابی به خواص متفاوت وجود خواهد داشت.