پایداری نانولوله‌های نیترید بور در دمای بالا

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، این تیم به سرپرستی دکتر ربکا سوئیت (Rebekah Sweat) استادیار مهندسی صنایع و تولید دانشگاه فلوریدا در آمریکا، به دستاورد‌های قابل توجهی در خصوص چگونگی حفظ پایداری نانولوله‌های نیترید بور خالص در دما‌های بالا و در محیط‌های خنثی رسیده است.

نانولوله‌های نیترید بور یا «BNNT» نسبت به نانولوله‌های کربنی قوی‌تر بوده و در برابر دما‌های بالا مقاومت بیشتری دارند.

با این وجود، ساخت این مواد بسیار چالش برانگیز بوده و روش‌های فعلی تولید آن‌ها به نسبت جدیدتر است.

همچنین روش‌های تولید این مواد در مقایسه با روش‌های ابداع شده برای تولید نانولوله‌های کربنی، قابل مقیاس نمی‌باشند.

به همین دلیل است که یادگیری بیشتر در مورد نحوه عملکرد این مواد و روش‌های تولید آن‌ها از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است.

نکته قابل توجه در تحقیقات جدید این است که نانولوله‌های نیترید بور در یک محیط خنثی (غیرفعال از منظر شیمیایی)، تا دمای ۱۸۰۰ درجه سانتیگراد کاملاً پایدار خواهند بود.

علاوه بر این، نانولوله‌های نیترید بور در دمای ۲۲۰۰ درجه سانتیگراد نیز می‌تواند برای دوره‌های کوتاه‌مدت، بدون از دست دادن خواص مکانیکی مقاومت کند.

دکتر سوئیت درمورد این تحقیق توضیح داد: این پژوهش در مورد کشف خاصیتی است که برای آینده بسیار مفید است. ما دانش قوی‌تری در مورد نحوه عملکرد نانو لوله‌های نیترید بور و زمان و چگونگی از دست رفتن کارایی آن‌ها در دما‌های بالا را به دست آورده‌ایم. در واقع، ما با تغییر نحوه ساخت این کامپوزیت‌ها، به خواص بهتری از آن‌ها دست یافته‌ایم.

مهول تانک (Mehul Tank) که دانشجوی دکتری دانشگاه ایالتی فلوریدا و عضو اصلی این تحقیق است هم گفت: درک رفتار این نانولوله‌ها در دما‌های بالا، برای ایجاد موادی که می‌توانند در شرایط خاص مقاومت کنند، اهمیت بسیار زیادی دارد. با به دست آمدن درک بهتری از عملکرد آن‌ها در این شرایط، می‌توانیم کامپوزیت‌هایی بهتری را توسعه دهیم که در دمای بالا ویژگی‌هایی مانند سرامیک‌ها و فلزات داشته باشند.

کاربرد‌های بالقوه زیادی برای این مواد کامپوزیتی سبک و قوی می‌توان تعریف کرد؛ در واقع در هرآنچه که (مانند یک توربین یا موتور) گرم می‌شود و لازم است در دما‌های بالا ویژگی‌های خود را حفظ کند، می‌توان از این ماده استفاده کرد.

این ماده، ویژگی‌های مثبت و بسیار مهمی برای کاربرد‌های فضایی و اکتشافات فضایی دارد.

نکته مهم در خصوص نانولوله‌های نیترید بور این است که آن‌ها رسانای حرارتی بوده و گرما را به سرعت پخش می‌کنند. در نتیجه، پایداری مکانیکی آن‌ها در دما‌های بالا، تقویت ساختار را برای کاربرد‌های مختلف ممکن می‌کند.

توانایی آنان برای هدایت گرما، عایق‌بندی جریان الکتریکی و جلوگیری از تشعشعات می‌تواند در کاوشگر‌های فضایی یا فضاپیما‌ها در هنگام ورود مجدد به جو زمین مورد استفاده قرار گیرد. همین ویژگی‌ها آن‌ها را برای تجهیزات الکترونیکی با کارایی بالا نیز مفید می‌کند.

براساس گزارش تارنمای نانومچ، این پژوهش با کمک مالی برنامه سرمایه‌گذاری تجاری‌سازی «GAP FSU» انجام می‌شود. این رویداد، توسط دفتر تجاری‌سازی دانشگاه ایالتی فلوریدا برای کمک به تبدیل تحقیقات دانشگاهی به پروژه‌های تجاری بالقوه سازماندهی شده است.

همچنین این مطالعه از طریق مشارکت با شرکت آمریکایی بی ان ان تی متریالز «BNNT Materials» که مستقر در ویرجینیا است، پشتیبانی می‌شود.

این شرکت نانولوله‌های «BNNT» را سنتز می‌کند که با محققان دانشگاه ایالتی فلوریدا در زمینه کشف اینکه چگونه این مواد در دما‌های بالا جان سالم به در می‌برند و در شرایطی با حضور مواد شیمیایی مختلف چگونه عمل می‌کنند، همکاری می‌کند.