بزرگنمايي:

سرزمين ايرانيان- نانولوله‌هاي کربني يکي از اشکال ساختارهاي کربني هستند که در ساليان اخير مورد توجه محققان حوزه‌هاي مختلف علم و فناوري قرار گرفته‌اند.

خواص منحصربه‌فرد اين نانو ماده از قبيل استحکام و رسانايي بالاي آن موجب شده تا بتوان از نانولوله‌هاي کربني در صنايع نانوالکترونيک، دارورساني و تصفيه‌ آب بهره برد. بيش از نيمي از کاربردهاي نانولوله‌هاي کربني مربوط به کامپوزيت سازي و توليد نانوکامپوزيتهاي پليمري تقويت شده است. 

دکتر محمدمهدي ابوالحسني، مجري طرح از کلوخه شدن و عدم اتصال قوي با زمينه به‌عنوان جدي‌ترين مشکل استفاده از نانولوله‌هاي کربني به‌منظور تقويت زمينه‌ پليمري ياد کرد و افزود: به دليل مشکلات استفاده از نانولوله‌هاي کربني، پراکنش آن در بسترهاي پليمري و مايعات با سختي‌هايي روبه‌روست. با ايجاد يک ساختار پوست‌پلنگي مي‌توان علاوه بر رفع مشکلات گفته‌شده، چسبندگي بالايي بين نانولوله‌هاي کربني و ماتريس زمينه برقرار کرد و استحکام نانوکامپوزيت را بيش‌ازپيش افزايش داد.

وي ادامه داد: با اصلاح سطحي نانولوله‌هاي کربني و ايجاد يک ساختار پوست‌پلنگي مي‌توان کارايي آن‌ها را در تقويت زمينه افزايش داد؛ بنابراين براي رسيدن به يک ميزان استحکام مشخص به ميزان کمتري از نانولوله‌هاي کربني نياز خواهد بود که اين موضوع موجب کاهش هزينه‌ي توليد خواهد شد. از سوي ديگر، سرعت فرايند آماده‌سازي و وارد کردن نانولوله‌ها به درون زمينه با بهره‌گيري از اين نتايج اين طرح، بيشتر خواهد بود.

ابولحسني اظهار داشت: خواص مکانيکي يک نانوکامپوزيت ارتباط مستقيمي با ميزان استحکام پيوند نانوذرات تقويت‌کننده با زمينه دارد؛ بنابراين هرچه استحکام پيوند بين فصل مشترک زمينه/نانولوله مستحکم‌تر باشد، کل نانوکامپوزيت از استحکام مکانيکي بالاتري برخوردار خواهد بود.

به گفته وي، در طرح حاضر با استفاده از آلياژ پليمري PMMA/PAN ، يک ساختار تکرارشونده‌ پوست‌پلنگي ايجاد شده است که به‌منزله‌ يک اصلاح سطح براي اين نانولوله‌ها تلقي مي‌شود.

وي عنوان کرد: در واقع نقاط اصلاح‌شده بر روي اين نانولوله‌ها ساختار پوست پلنگ را تداعي مي‌کنند. اين مهم موجب بهبود استحکام پيوستگي فاز زمينه و نانولوله‌ها و متعاقب آن دست‌يابي به يک نانوکامپوزيت پليمري استحکام بالا شده است. اين ساختار کاملاً قابل‌کنترل است و مي‌توان يک فاز ديگر از قبيل دارو را به نقاط مدنظر انتقال داد. همچنين از تجمع و به هم چسبيدن نانولوله‌ها نيز جلوگيري مي‌شود. 

به گفته‌ ابوالحسني، يکي از مشکلات نانولوله‌ها رسوب آن‌ها در حلال پس از مدت‌زمان اندک است. اما نانولوله‌هاي پوست‌پلنگي قادرند پايداري خود را حتي تا 6 ماه درون حلال حفظ کنند. 

اين محقق ابراز اميدواري کرد با حمايت دستگاه‌هاي مربوطه، اين نوع نانولوله‌ها به سمت تجاري‌سازي و توليد انبوه سوق داده شوند.

اين تحقيقات حاصل تلاش‌هاي دکتر محمدمهدي ابوالحسني- عضو هيأت علمي دانشگاه کاشان- کامران شيرواني مقدم- دانشجوي مقطع دکتراي دانشگاه ديکين کشور استراليا- و دکتر حميد خيام و دکتر مينو نائبه- محققان دانشگاه ديکين- است. نتايج اين کار در مجله‌ي Composites: Part A با ضريب تأثير 4/075 (جلد 95، سال 2017، صفحات 304 تا 314) منتشر شده است.