ساخت جداره‌های "نانو" با مقاومت دیوار بتنی
محققان چینی به بررسی اصطکاک میان جداره‌های "نانولوله کربنی" دو جداره پرداختند. نتایج نشان داد که میان این دو جداره اصطکاک بسیار اندکی وجود دارد. این نتایج برای ساخت ابرروان‌ساز‌ها بسیار مفید است .
به
گزارش خبرنگار علمی باشگاه خبرنگاران پژوهش‌های اخیر محققان دانشگاه پکینگ و
سینگوها در چین نشان می‌دهد که ابرروان‌سازی در میان" نانولوله‌های دوجداره"
با طول چند سانتیمتر وجود دارد. نتایج این پژوهش می‌تواند دانش محققان را
در حوزه اصطکاک و روان‌سازی افزایش داده و در نهایت در ساخت ادوات میکرو و
نانومقیاس به آنها کمک کند .
ابرروان‌سازی پدیده‌ای است که در آن اصطکاک میان دو سطح تقریبا به صفر می‌رسد. این پدیده معمولا در مقیاس میکرو و نانو و در شرایط خلاء بسیار بالا مشاهده می‌شود. برخی پژوهشگران بر این عقیده هستند که در مقیاس ماکرو این پدیده مشاهده نمی‌شود زیرا در چنین مقیاسی مواد، زبر هستند. وی و همکارانش نشان دادند که این نظریه صحیح نیست .
وی می‌گوید: از آنجایی که فقدان اصطکاک میان دو جداره در نانولوله‌های کربنی ارتباطی با طول نانولوله‌ها ندارد بنابراین می‌تواند برای نانوله‌هایی که چند سانتیمتر طول دارند نیز صادق باشد؛ به عبارت دیگر، ابرروان‌سازی در ابعاد ماکرومقیاس نیز وجود دارد .
نانولوله‌های کربنی دو جداره طویل دارای ساختار بلوری کاملی هستند بنابراین، این ترکیبات برای مطالعه ابررسانایی بسیار ایده‌آل هستند. در بسیاری از نانولوله‌های کربنی دو جداره، دو دیواره داخلی و خارجی با هم متناسب نیستند به این معنا که دو سطح در مقابل هم از نظر انرژی متفاوت هستند.
بنابراین؛ این دو سطح می‌تواند روی هم به راحتی لیز بخورند. چنین شرایطی برای ساخت نانوماشین‌ها ایده‌آل است. از آنجایی که نیروی واندروالس میان دو جداره داخلی و خارجی به‌صورت متناوب شکسته شده و دوباره تشکیل می‌شود، فشار برشی دو سطح تقریبا از بین می‌رود .
این گروه تحقیقاتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سیستم دستکاری نانومقیاس، نانولوله‌ها را به شکل دلخواه حرکت داده و اصطکاک میان آنها را مورد بررسی قرار دادند. این گروه دریافتند که نیروی اصطکاک میان دیواره داخلی و خارجی نانولوله‌ها به طول آنها وابسته نبوده و می‌تواند در حدود یک نانونیوتون باشد. این نیرو می‌تواند در حدود 2 نانونیوتن تغییر کند .
وی می‌افزاید: ما معتقدیم که این نتایج برای مطالعات بنیادین در حوزه اصطکاک بسیار مهم است. ما می‌توانیم از این نتایج برای ساخت ابرروان‌سازی‌ها استفاده کنیم. این گروه قصد دارند تا روی نانولوله‌های کربنی چند جداره تحقیق کنند .
نتایج این پژوهش در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
انتهای پیام/
ابرروان‌سازی پدیده‌ای است که در آن اصطکاک میان دو سطح تقریبا به صفر می‌رسد. این پدیده معمولا در مقیاس میکرو و نانو و در شرایط خلاء بسیار بالا مشاهده می‌شود. برخی پژوهشگران بر این عقیده هستند که در مقیاس ماکرو این پدیده مشاهده نمی‌شود زیرا در چنین مقیاسی مواد، زبر هستند. وی و همکارانش نشان دادند که این نظریه صحیح نیست .
وی می‌گوید: از آنجایی که فقدان اصطکاک میان دو جداره در نانولوله‌های کربنی ارتباطی با طول نانولوله‌ها ندارد بنابراین می‌تواند برای نانوله‌هایی که چند سانتیمتر طول دارند نیز صادق باشد؛ به عبارت دیگر، ابرروان‌سازی در ابعاد ماکرومقیاس نیز وجود دارد .
نانولوله‌های کربنی دو جداره طویل دارای ساختار بلوری کاملی هستند بنابراین، این ترکیبات برای مطالعه ابررسانایی بسیار ایده‌آل هستند. در بسیاری از نانولوله‌های کربنی دو جداره، دو دیواره داخلی و خارجی با هم متناسب نیستند به این معنا که دو سطح در مقابل هم از نظر انرژی متفاوت هستند.
بنابراین؛ این دو سطح می‌تواند روی هم به راحتی لیز بخورند. چنین شرایطی برای ساخت نانوماشین‌ها ایده‌آل است. از آنجایی که نیروی واندروالس میان دو جداره داخلی و خارجی به‌صورت متناوب شکسته شده و دوباره تشکیل می‌شود، فشار برشی دو سطح تقریبا از بین می‌رود .
این گروه تحقیقاتی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مجهز به سیستم دستکاری نانومقیاس، نانولوله‌ها را به شکل دلخواه حرکت داده و اصطکاک میان آنها را مورد بررسی قرار دادند. این گروه دریافتند که نیروی اصطکاک میان دیواره داخلی و خارجی نانولوله‌ها به طول آنها وابسته نبوده و می‌تواند در حدود یک نانونیوتون باشد. این نیرو می‌تواند در حدود 2 نانونیوتن تغییر کند .
وی می‌افزاید: ما معتقدیم که این نتایج برای مطالعات بنیادین در حوزه اصطکاک بسیار مهم است. ما می‌توانیم از این نتایج برای ساخت ابرروان‌سازی‌ها استفاده کنیم. این گروه قصد دارند تا روی نانولوله‌های کربنی چند جداره تحقیق کنند .
نتایج این پژوهش در نشریه Nature Nanotechnology به چاپ رسیده است.
انتهای پیام/
