محققان دانشگاه سمنان نانوکامپوزیت محکمی از الیاف طبیعی و زیست‌ تخریب‌پذیر «کنف» تولید کردند.

محققان دانشگاه سمنان نانوکامپوزیت محکمی از الیاف کنف تولید کردند که به دلیل دارا بودن استحکام مکانیکی بالا و خواص حرارتی و زیست‌ تخریب‌پذیری مطلوب، می‌توان از آن در صنایعی چون خودروسازی استفاده کرد.

تولید نانوکامپوزیت

دکتر حسام‌الدین یعقوبی کوپائی، دانش‌آموخته مقطع دکتری مهندسی مکانیک دانشگاه سمنان، با اشاره به اهمیت بالای برخورداری همزمان از مقاومت مکانیکی، فیزیکی و حرارتی برای کامپوزیت‌های زمینه پلیمری، گفت: علی‌رغم مزایای بسیار استفاده از الیاف طبیعی در ساختار کامپوزیت‌ها، در اغلب موارد استحکام مکانیکی و حرارتی آنها نمی‌توانند پاسخگوی بسیاری از کاربردها باشد، به همین خاطر ما در این طرح تلاش کردیم ضمن استفاده از الیاف طبیعی و زیست‌ تخریب‌پذیر «کنف»، نانوکامپوزیتی با خواص مکانیکی، فیزیکی و حرارتی مطلوب تولید نماییم.

وی در خصوص کاربردهای نانوکامپوزیت تولید شده توضیح داد: با توسعه روز افزون خودروهای الکتریکی و اهمیت بالای مساله وزن در این نوع خودروها، یکی از کاربردهای اصلی این نانوکامپوزیت می‌تواند به ساخت بدنه و اجزای خودروهای الکتریکی مربوط شود.

به گفته این محقق، استفاده از نانولوله‌های کربنی، حتی به میزان بسیار معدود، موجب شده تا این نانوکامپوزیت از استحکام کششی، خمشی و ضربه بالایی برخوردار باشد. از سوی دیگر، نانو لوله‌های کربنی دارای مقاومت حرارتی بالایی هستند و حضور آنها در ساختار نانوکامپوزیت، پایداری حرارتی قابل قبولی را به آن القا کرده است.

دکتر حسام‌الدین یعقوبی کوپائی با اشاره به جزئیات اجرای این طرح توضیح داد: در این مطالعات نانو- بایو کامپوزیت با زمینه «پلی‌پروپیلن»، ۳۰ % وزنی الیاف کوتاه کنف، سازگار کننده «پلی‌پروپیلن» جفت شده با «مالئیک آنیدرید» به میزان ۵ % وزنی و مقادیر مختلفی از نانولوله‌های کربنی ساخته شده و پس از انجام آزمون‌های مشخصه یابی، مورد ارزیابی‌های مکانیکی از قبیل کشش، خمش، ضربه و همچنین بررسی‌های حرارتی قرار گرفته است.

محقق این طرح ادامه داد: تصاویر میکروسکوپی پراکنده شدن یکنواخت نانولوله‌های کربنی در ماتریس پلیمری را تا ۱ % وزنی تأیید کرد. همچنین نتایج آزمون‌های مکانیکی بیانگر افزایش استحکام کششی، خمشی و ضربه به ترتیب به میزان ۱۳.۸ %، ۱۵.۶ % و ۱۱.۴% در حضور یک درصد وزنی نانولوله کربنی هستند. ضمن اینکه افزایش درصد وزنی حضور نانولوله‌های کربنی در ساختار نانو- بیوکامپوزیت پایداری حرارتی آن را بهبود می‌دهد.

این تحقیقات از سوی تلاش‌های دکترحسام‌الدین یعقوبی کوپائی دانش‌آموخته مقطع دکتری و دکترعبدالحسین فریدون عضو هیئت علمی دانشگاه سمنان اجرایی و نتایج آن در مجله Composites Part B: Engineering با ضریب تأثیر ۴.۹۲۰ انتشار داده شده است.