ساخت ماده تقریبا نشکن جدیدی که رقیب الماس است
تاریخ انتشار: ۲۶ آذر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۹۳۰۴۸۶۱
ایتنا - به گفته دانشمندان، این پیشرفت ممکن است به تولید مواد جدید برای کاربردهای صنعتی، مانند پوشش‌های محافظ برای خودروها و سفینه‌های فضایی، منجر شود.
دانشمندان موفق شدند با حل کردن معمایی ده‌ها ساله ماده‌ای تقریبا نشکن بسازند که به گفته آنها می‌تواند رقیب الماس، سخت‌ترین ماده روی زمین، باشد.
پژوهشگران دریافتند هنگامی که پیش‌ساخته‌های کربنی و نیتروژنی در معرض گرما و فشار بسیار زیاد قرار می‌گیرند، مواد حاصل- که نیتریدهای کربن نام دارند- از نیترید بور مکعبی، که دومین ماده سخت بعد از الماس است، سخت‌تر می‌شوند.
بیشتر بخوانید:
اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!
برپایه این مطالعه جدید، که یافته‌های آن در نشریه مواد پیشرفته (Advanced Materials) منتشر شده است، از این ماده جدید می‌توان در ساخت مواد چندمنظوره جدید در کاربردهای صنعتی، از جمله پوشش‌های محافظ خودروها و سفینه‌های فضایی، ابزار برش با دوام زیاد، صفحه‌های خورشیدی، و ردیاب نوری استفاده کرد.
با اینکه دانشمندان از دهه ۱۹۸۰ از لحاظ نظری از امکان‌های بالقوه نیترید کربن، از جمله مقاومت زیاد آن دربرابر گرما، اطلاع داشتند، بعد از بیش از سه دهه پژوهش و تلاش متعدد برای ساختن آن، به هیچ نتیجه معتبری در آزمایشگاه نرسیدند.
در جریان این مطالعه جدید، پژوهشگرانی از جمله از دانشگاه ادینبورگ شکل‌های گوناگون مواد پیش‌ساخته نیتروژنی کربنی را زیر فشارهایی بین ۷۰ تا ۱۳۵ گیگا پاسکال- حدود یک میلیون برابر فشار جو زمین- قرار دادند و آنها را تا دمایی بیش از ۱۵۰۰ درجه سانتیگراد گرم کردند.
سپس، آرایش اتمی ترکیبات حاصل را در این شرایط بررسی کردند و دریافتند که سه ترکیب نیترید کربن اجزای سازنده لازم را برای دستیابی به فوق‌سختی دارند.
دانشمندان دریافتند که هر سه این ترکیبات پس از بازگشت به شرایط فشار و دمای محیط همچنان کیفیت‌های الماس‌مانندشان را حفظ کردند.
پژوهشگران همچنین دریافتند که این سه ماده چگالی انرژی زیاد و مقدار عظیمی انرژی دارند که در مقدار کمی جرم متمرکز شده است.
به گفته آنها، این ترکیبات بالقوه می‌توانند به مواد مهندسی حد اعلایی تبدیل شوند که رقیب الماس است.
دومینیک لنیل، یکی از نویسندگان این مطالعه، گفت: «این مواد برای پر کردن فاصله بین ساخت مواد با فشار زیاد و کاربردهای صنعتی انگیزه‌ای قوی ایجاد می‌کنند.»
او افزود: «این‌ها نه‌تنها مواد چندمنظوره ممتازی‌اند، بلکه نشان می‌دهند که فازهای [حالت‌های] از لحاظ فناوری مرتبط را می‌توان از فشاری سنتزی که معادل شرایط موجود در هزاران کیلومتر داخل زمین است به دست آورد.»
منبع: ايتنا
درخواست حذف خبر:
«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.itna.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ايتنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۹۳۰۴۸۶۱ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.
با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.
خبر بعدی:
ساخت پلاستیک زنده‌ای که خود را تخریب می‌کند
به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا به نقل از اینترستینگ اینجینیرینگ، آلودگی پلاستیکی تهدید بزرگی برای محیط زیست و حیات وحش محسوب می‌شود. همانطور که تلاش می‌کنیم مشکل را بهتر درک کرده و برای کاهش وابستگی خود به پلاستیک راه حل‌هایی بیابیم، دانشمندان نیز در حال مقابله با این ماده در ابتدایی‌ترین ساختار آن هستند.
اکنون گروهی از پژوهشگران به سرپرستی محققان دانشکده مهندسی و تحقیقات مواد دانشگاه سن دیگو (MRSEC) با موفقیت پلاستیک زنده‌ای را مهندسی کردند که قابلیت کمپوست شدن دارد.
پلی اورتان ترموپلاستیک، به عنوان یک نوع پلاستیک، جای پای محکمی در زندگی روزمره ما دارد. از نظر تجاری، صنایع از آن در تولید کفش، پادری ها، کوسن‌ها و فوم حافظه دار استفاده می‌کنند.
این دانشمندان می‌گویند: زمانی که این پلاستیک با هاگ باکتری از نوع «باسیلوس سابتلیس» پر شد، دیدیم وقتی پلی اورتان در پایان چرخه زندگی خود در معرض مواد مغذی موجود در کمپوست قرار می‌گیرد، شروع به تجزیه می‌کند. این خاصیت ذاتی این باکتری‌ها است.
برخی از باکتری‌ها قادر به ایجاد هاگ هستند، هاگ یا اسپور مرحله استراحت مقاومت در باکتری‌ها است. هاگ‌ها می‌توانند در شرایط نامساعد که باکتری‌ها قادر به تحمل آن نیستند، مانند حرارت، سرما، خشکی، مواد شیمیایی، تشعشعات و ... زنده بمانند. هر باکتری فقط یک هاگ می‌سازد و از هر هاگ یک باکتری بوجود می‌آید. هاگ ممکن است کروی یا بیضی باشد و اندازه آن بین ۴ تا ۲ میکرون است.
آنها در این پژوهش، توانایی سویه‌های محدودی از باکتری‌ها را در استفاده از پلی اورتان ترموپلاستیک‌ها به عنوان تنها منبع کربن مورد ارزیابی قرار داده و سپس منبعی که بهترین رشد را داشت برگزیدند.
مهندسی پلاستیک زیست تخریب پذیر
محققان هاگ‌های باکتری و گلوله‌های پلاستیکی را در یک اکسترودر پلاستیکی ریختند و آنها را در دمای ۱۳۵ درجه سانتیگراد مخلوط کردند. سپس نوار‌های پلاستیکی معمولی از آن ساختند.
هاگ‌ها به عنوان یک حالت خفته باکتری و به دلیل برخورداری از یک سپر محافظتی، می‌توانند در شرایط سخت مقاومت کنند، با این حال، این محققان یک قدم فراتر رفتند تا آنها را به گونه‌ای مهندسی کنند که در برابر دما‌های بالا انعطاف پذیر و مقاوم باشند.
این شیوه که تکامل آزمایشگاهی تطبیقی نام دارد شامل رشد هاگ ها، قرار دادن شان در دمای زیاد برای دوره‌های زمانی طولانی و امکان جهش طبیعی برای آنها می‌شود.
دانشمندان پس از تکرار چندین باره این فرآیند، با موفقیت گونه کاملی از این هاگ‌های باکتریایی را زیست مهندسی کردند. وقتی این هاگ‌ها دوباره در محیط کشت فعال می‌شوند، شروع به تجزیه پلاستیک می‌کنند.
بیدار شدن هاگ‌ها در محیط کمپوست
آنها این پلاستیک زیست تخریب پذیر را در «محیط‌های کمپوست فعال و استریل میکروبی» تحت شرایط ایده آل ۳۷ درجه سانتیگراد با رطوبت ۴۴ تا ۵۵ درصد آزمایش کردند. هاگ‌ها در داخل این نوار‌های پلاستیکی دوباره جوانه زدند و ظرف پنج ماه ۹۰ درصد پلاستیک را تجزیه کردند.
اگر صنعت پلاستیک بخواهد به استفاده از پلاستیک ادامه دهد و اگر وابستگی ما به این مواد همین قدر زیاد باقی بماند، با تولید پلاستیک زیست تخریب پذیر می‌توان ضایعات را در مدت زمان بسیار کوتاهی از بین برد.
مجریان این طرح می‌گویند: آنچه قابل توجه است این است که این ماده جدید حتی بدون حضور میکروب‌های اضافی تجزیه می‌شود و بیشتر این پلاستیک‌ها احتمالا کارشان به محیط‌های کمپوست غنی از میکروب‌ها نخواهید کشید؛ بنابراین این توانایی خود تخریبی در محیطی عاری از میکروب باعث می‌شود فناوری ما همه کاره‌تر شود. این پلاستیک حتی برای تجزیه زیستی به شرایط مطلوب نیاز ندارد.
نتایج این تحقیقات در نشریه Nature Communications منتشر شده است.
انتهای پیام/
مدیررسانهای پرسپولیس: سپاهان به جای شکایت بیجا، عذرخواهی کند