توسعه کامپوزیت‌های نرم تقویت شده با فیبر یا هیدروژل‌های

‏مقالات علمی و کاربردی
Print Friendly, PDF & Email

مرجع پلیمر در بازار ایران: محققان دانشگاه Hokkaido موفق به ایجاد کامپوزیت‌های نرم تقویت شده با فیبر یا هیدروژل‌های سخت ترکیب شده با پارچه (منسوجات) فیبری بافته شده شده‌اند. این منسوجات بسیار انعطاف پذیر، سخت‌تر از فلزات و دارای طیف گسترده‌ای از کاربردهای متنوع می‌باشند.

اگر چه این مواد دارای پتانسیل بالقوه به عنوان مواد زیستی ساختاری می‌باشند، اما تا به اکنون هیچ ماده قابل اعتماد و به اندازه کافی قوی برای استفاده طولانی مدت تولید نشده است.

برای حل این مشکل، محققان از هیدروژل‌های حاوی سطج بالایی از آب با پارچه‌ی فیبری شیشه‌ای جهت ایجاد موادی با قابلیت خمیدگی ولی کماکان سخت استفاده نمودند و همچنین از روش مشابه برای تولید پلاستیک‌های تقویت شده استفاده شد. این گروه دریافتند که ترکیبی از ژل‌های پلی آمفوتیل (PA) و پارچه‌ی فیبری شیشه‌ای، مواد کششی قوی تولید می‌کند. روش ساخت این مواد به آسانی غوطه ور کردن فیبرها در محلول PA برای انجام واکنش پلیمریزاسیون می‌باشد.

از نظر انرژی مورد نیاز برای نابودی آن‌ها، هنگامی که به تنهایی استفاده می شود، هیدروژل تقویت شده با فیبر توسعه یافته توسط تیم تحقیقاتی ۲۵ برابر سخت تر از پارچه‌ی فیبری شیشه ای و ۱۰۰ برابر سخت تر از هیدروژل‌ها هستند. سختی این مواد توسط پیوندهای یونی پویا بین هیدروژل‌ها و لیف افزایش می‌یابد. در نتیجه هیدروژل‌های جدید توسعه یافته ۵ برابر سخت‌تر در مقایسه با فولاد کربن می‌باشد.

هیدروژل‌های تقویت شده با فیبر که دارای سطح ۴۰ درصدی از آب می‌باشند بسیار سازگار با محیط زیست هستند. این مواد به دلیل قابلیت اطمینان، انعطاف پذیری و دوام دارای کاربردهای بالقوه متعدد هستند. به عنوان مثال می‌تواند در تاندون‌ها و رباط‌های مصنوعی که  تحت تنش تحمل بار قوی هستند مورد استفاده قرار بگیرند.

دانلود کامل مقاله:

Energy-Dissipative Matrices Enable Synergistic Toughening in Fiber Reinforced Soft Composites

 

1
telegram.png

نظر بگذارید

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.