با این کار می توانید لاستیک های ماشینی با استحکام بالا بسازید. محققان نشان دادند که مولکول های جامد در اطراف زنجیره های بلند پلیمری می توانند تنش را در لاستیک از بین ببرند و آستانه خستگی را تا 6 برابر افزایش دهند. این استراتژی برای طراحی لاستیک های سفت و مقاوم در برابر خستگی مناسب است و می تواند در زمینه هایی مانند لاستیک خودرو یا رباتیک استفاده شود.
لاستیک پر از ذرات ترکیبی است که در آن ماتریسی از زنجیره های پلیمری الاستیک تقویت شده و توسط ذرات جامد مانند کربن سیاه یا سیلیس در کنار هم نگه داشته می شود. یک پرکننده می تواند مدول الاستیک لاستیک را چندین برابر افزایش دهد و مواد کامپوزیت را برای کاربردهایی مانند لاستیک بسیار مفید می کند.
با این حال، این به طور قابل توجهی آستانه خستگی را افزایش نمی دهد. در لاستیک های معمولی تقویت شده، مولکول های جامد محکم به زنجیره های پلیمری متصل نیستند.
محققان در هاروارد تأثیر تغییر آن را با استفاده از پلیمر پلی (اتیل آکریلات) (PEA) پر شده با نانوذرات سیلیس مورد مطالعه قرار دادند.
وقتی نانوذرات حاوی گروه های تری متیل سیلیل هستند که به زنجیره های پلیمری متصل نیستند. عملکرد، مقاومت در برابر خستگی مانند پلیمر افزایش نمی یابد. با این حال، گروه های پروپیل متاکریلات 3-(تری متیل سیلیل) پیوندهای قوی بین نانوذرات سیلیس و زنجیره های پلیمری ایجاد می کنند.
این اجازه می دهد تا انرژی در یک ساختار انعطاف پذیر ذخیره شود. این تغییر مقاومت در برابر خستگی را دو برابر می کند. به گفته ستاد نانو، محققان سپس اندازه مولکول های این ترکیب را از 15 به 45 درصد افزایش دادند.
بنابراین، مولکول‌ها به هم نزدیک‌تر می‌شوند و این ترکیب می‌تواند فشار را موثرتر تحمل کند. در این حالت، اگر زنجیره پلیمری بین دو مولکول آسیب ببیند، تنش می تواند توسط مولکول های دیگر جذب شود، بدون اینکه به ساختار پلیمر آسیبی وارد شود. این اثر تجمعی آستانه خستگی را تا 6 برابر افزایش می دهد.
منبع: https://www.donyayekhodro.com/news/248205/%D9%86%D8%A7%D9%86%D9%88%D8%B0%D8%B1%D8%A7%D8%AA-%D9%85%D9%82%D8%A7%D9%88%D9%85%D8%AA-%D8%A8%D9%87-%D8%AE%D8%B3%D8%AA%DA%AF%DB%8C-%D8%AA%D8%A7%DB%8C%D8%B1-%D8%B1%D8%A7-%DB%B6-%D8%A8%D8%B1%D8%A7%D8%A8%D8%B1-%D8%A7%D9%81%D8%B2%D8%A7%DB%8C%D8%B4-%D9%85%DB%8C-%D8%AF%D9%87%D8%AF