توسعه فرآیندی جهت تولید الیاف در مقیاس نانو در MIT

محققان دانشگاه MIT فرآیندی را توسعه داده‌­اند که می­تواند الیاف بسیار نازک با قطری در ابعاد نانومتری تولید کند که به طور استثنایی محکم و سفت هستند.

به گفته محققان، این الیاف باید گران نبوده و تولیدشان آسان باشد تا بتواند ماده انتخابی برای نانوکامپوزیت­ها باشد. فرآیند تولید به نام ژل الکتروریسی است که شرح آن در مجله­‌ی Journal of Materials Science و توسط پروفسور Gregory Rutledge و دانشجوی پسا دکترای وی، Jay Park به چاپ رسیده است. آنها در این مقاله توضیح می­دهند که معمولاً افزایش یک خاصیت به بهای کاهش خاصیت دیگر است، شبیه آنچه در مورد استحکام و چقرمگی اتفاق می‌­افتد؛ افزایش استحکام اغلب موجب کاهش چقرمگی می­شود، ماده شکننده شده و بنابراین مکانیزمی برای جذب انرژی نداشته و می­شکند. ولی الیافی که از طریق فرآیند جدید ساخته می­شود، بسیاری از این مشکلات را ندارد. الیاف پلی‌­اتیلن ساخته شده به این روش دارای خواصی در حد کولار و داینیما (Dyneema) و حتی بهتر از آنهاست. در واقع این الیاف، در مقایسه با الیاف کربنی و سرامیکی که به میزان گسترده‌­ای در مواد کامپوزیتی استفاده می­شود، دارای استحکام مشابه ولی چقرمگی بیشتر و دانسیته کمتری است. فرآیند ساخت، با یک ژل پلیمری آغاز می­شود و به دلیل وجود نیروهای الکتریکی، الیاف، بیشتر کشیده شده و قطر آن از چند میکرون در فرآیند قبلیِ ژل­ریسی به چند صد نانومتر کاهش می­یابد. این پروژه توسط ارتش آمریکا و از طریق Natick Soldier Research، مرکز توسعه و مهندسی و مؤسسه Soldier Nanotechnologies و نیز بنیاد Natinal Science برای علوم و مهندسی مواد، پشتیبانی می­شود.