ساخت نانوشبکه کربنی که استحکام بیشتری نسبت به الماس دارد

محققان شبکه ای کربنی در ابعاد نانو ساخته اند که نرخ استحکام به چگالی آن بسیار بیشتر از الماس است. تیم پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، ارواین (University of California, Irvine) طرحی از ذرات کربن موسوم به «نانوشبکه» (Nanolattice) ساختند.

این ساختارهای خلل و فرج دار همانند الماس از کربن هایی که در الگوی شبکه ای سه بعدی کنار هم قرار گرفته اند، تشکیل شده و استحکام بسیار بالایی دارند.

تا چندین دهه این نانوشبکه ها بر اساس طرحی ساخته می شدند که در آن از خرپای استوانه ای شکل استفاده می شد. حال محققان به جای این طرح، از یک سری صفحات سلولی بسته استفاده کردند.

محققان برای ساخت این نانوشبکه از تکنیک پیچیده ای در پرینت سه بعدی استفاده کردند که در آن نور لیزر درون قطره ای از رزین مایع حساس به اشعه فرابنفش متمرکز می شود. این کار رزین را به پلیمر جامد تبدیل کرده و سپس می توان آن را به صفحات میکروسکوپی با قطر ۱۶۰ نانومتر تبدیل کرد.

سوراخ های بسیار کوچک در این صفحات رزین مازاد را از محصول نهایی حذف می کند. در مرحله آخر شبکه ها از فرایندی به نام آذرکافت یا پیرولیز (Pyrolysis) عبور کرده و در محیط خلاء به مدت یک ساعت در دمای ۹۰۰ درجه سانتی گراد گرم می شوند.

به گفته محققان میانگین عملکرد معماری های استوانه ای مبتنی بر پرتو تا ۶۳۹ درصد و استحکام آن ها تا ۵۲۲ درصد بهبود پیدا می کند.

محققان معتقدند یکی از صنعت هایی که نانوشبکه ها می توانند در آن تغییر شگرفی ایجاد کنند، صنعت هوافضا است که در آن مهندسان همواره به دنبال موادی با چگالی کم و استحکام بسیار بالا هستند.

این تحقیق در ژورنال Nature Communications منتشر شده است.