ساخت “نانو” لوله‌های کربنی با قدرت انتقال حرارتی بالا

0

به گزارش خبرنگار علمی کمال مهر، زمانی که یک دستگاه جدید طراحی می‌شود معمولا در ساختار آن از دو ماده با ضریب انبساط حرارتی مختلف استفاده می‌شود. این پدیده مشکلاتی را به‌وجود می‌آورد که یکی از آنها شکسته شدن یکی از این مواد است. زمانی که نانومواد در ساخت دستگاه استفاده ‌می‌شود، این مشکل تشدید می‌شود .
 
در مقاله‌ای که اخیرا در( Proceedings of the National Academy of Sciences PNAS ) به چاپ رسیده، محققان دانشگاه استنفورد نشان دادند که می‌توان از نانولوله‌های کربنی برای ساخت ادوات مختلف استفاده کرد به طوری که استرس گرمایی روی این ساختارها اثر نداشته باشد .
این گروه تحقیقاتی بعد از 5 سال مطالعه نشان دادند که از نانولوله‌های کربنی به دلیل انعطاف‌پذیری، استحکام و رسانایی گرمایی می‌توان در محل اتصال دو ماده استفاده کرد. آنها نانولوله‌های کربنی را به‌صورت متراکم رشد داده تا ساختارهای یک‌دست و صاف ایجاد شود. کنترل چیدمان این نانولوله‌ها در کنار هم اهمیت بسیار دارد .
معمولا در ادوات الکترونیکی از لحیم‌کاری برای اتصال دو بخش استفاده می‌شود، قلع مورد استفاده در لحیم‌کاری هادی جریان الکتریکی است اما بسیار شکننده بوده و سریع آسیب می‌بیند. به همین دلیل محققان به فکر استفاده از نانولوله‌های کربنی تک جداره برای این کار افتادند .
پژوهشگران این پروژه نشان دادند که رشته‌های بلند با تراکم کمتر دارای انعطاف‌پذیری بالاتر، هدایت الکتریکی و استحکام بیشتری هستند. چنین ساختارهایی برای استفاده در صنعت الکترونیک در محل‌هایی که استرس گرمایی وجود دارد، مناسب هستند. یافته‌های محققان نشان می‌دهد که رشته‌های کوتاه‌تر و متراکم‌تر دارای توان پخش گرمایی بیشتری بوده اما از انعطاف‌پذیری کمتری برخوردار هستند .
محققان می‌گویند هر چند نیروی واندروالس در مقابل انواع دیگر نیروها ممکن است خیلی مهم به نظر نیاید اما به دلیل کوچک بودن ابعاد نانولوله‌ها، همین نیروی اندک نیز می‌تواند تاثیر بنیادین روی رفتار نانولوله‌های کربنی بگذارد .
از آنجایی که هدف نهایی محققان این پروژه آن است که بتوانند شرایط بهینه برای ایجاد ساختاری با قدرت انتقال حرارتی بالاتر پیدا کنند، شبیه‌سازی کامپیوتری روی رشد نانولوله‌ها انجام شد تا مشخص شود که نانولوله‌ها چگونه در حین رشد، خم شده و برهم‌کنش واندروالس چه اثری روی آنها می‌گذارد .
پژوهشگران با استفاده از شبیه‌سازی و نتایج آزمایشگاهی موفق به ارائه ساختاری انعطاف‌پذیر، مستحکم و با قدرت انتقال حرارتی بالا شدند .
انتهای پیام/

ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.