به نقل از «خبرگزاری دانشجو»

افزایش هدایت حرارتی رزین‌ها با افزودن نانوسیم‌های نقره و نیترید بور

تاریخ انتشار: ۷ دی ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۴۰۱۱۴۳۷

یافته‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که افزودن نانوسیم‌های نقره (AgNWs) همراه با نانوصفحه‌های شش ضلعی نیترید بور (BN) به‌عنوان پرکننده برای افزایش هدایت حرارتی رزین اپوکسی (EP) قابل استفاده هستند.

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، یافته‌های اخیر محققان نشان می‌دهد که افزودن نانوسیم‌های نقره (AgNWs) همراه با نانوصفحه‌های شش ضلعی نیترید بور (BN) به‌عنوان پرکننده برای افزایش هدایت حرارتی رزین اپوکسی (EP) قابل استفاده هستند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

مواد پلیمری مانند رزین‌های اپوکسی در مقایسه با سایر مواد، خواص عملکردی برتری دارند و خواص آن‌ها را می‌توان برای برآوردن نیاز‌های خاص از طریق تغییرات ساختاری تغییر داد. یکی از ویژگی‌های اساسی مواد پلیمری محافظت الکتریکی و انسجام فوق‌العاده آن‌ها است. در نتیجه، آن‌ها به طور گسترده در موتورها، قطعات الکتریکی، LED، هوانوردی و سایر صنایع استفاده می‌شوند.

با پیشرفت فناوری، ابزار‌های الکتریکی فشرده می‌شوند و در عین حال گرمای بیشتری تولید می‌کنند. این افزایش انتشار گرما منبعی بر تجمع گرما است که منجر به کاهش عمر مفید ابزار‌های الکتریکی می‌شود. به‌همین دلیل، قابلیت اتلاف حرارتی آن باید بهبود یابد و دمای عملیاتی آن باید در محدوده سالم نگه داشته شود.

رسانایی حرارتی کم مواد پلیمری کاربرد آن‌ها را محدود می‌کند. در نتیجه، ایجاد یک ماتریس اپوکسی پلیمری با هدایت گرمایی و محافظت عالی بسیار مهم است.

در حال حاضر، راهبرد استاندارد انتخاب نانوذرات معدنی خاص با خواص حرارتی برتر به‌عنوان پرکننده است که سپس با مواد پلیمری مخلوط می‌شوند تا کامپوزیت‌های رسانای دمایی برتر ایجاد کنند. فلزاتی مانند آلومینیوم، مس و منیزیم و همچنین ترکیبات کربن پرکننده‌های رایج هستند. با این وجود، رسانایی حرارتی بالای این پرکننده‌ها، عایق بودن نانوکامپوزیت را تا حد زیادی کاهش می‌دهد و استفاده از آن‌ها را در موتورها، دستگاه‌های الکترونیکی و ابزار‌های الکتریکی محدود می‌کند.

به‌دلیل شبکه بلوری مولکولی متراکم، رسانایی حرارتی برتر، و محافظ الکترومغناطیسی کارآمد، پرکننده‌های نیترید به تازگی مورد توجه قرار گرفته‌اند.

سازگاری نیترید بور (BN) آن را برای طیف وسیعی از اهداف ایده‌آل می‌کند. BN و گرافن می‌توانند انتقال حرارت جانبی را در سیستم‌های الکتریکی و الکترونیکی تقویت کنند و گنجاندن BN در پلیمر‌ها می‌تواند رسانایی حرارتی کامپوزیت‌ها را تا حد زیادی افزایش دهد در حالی که بر کیفیت عایق الکتریکی آن‌ها تأثیر نمی‌گذارد.

نتایج نشان می‌دهد که رزین‌های دارای پرکننده‌های نقره نسبت به سایر مواد، مدول ذخیره‌سازی بهتری دارند که به دلیل اتصال عرضی برتر لایه‌های کامپوزیت و پرکننده است. این موضوع همچنین یک عامل اصلی در افزایش استحکام و یکپارچگی سازه است که منجر به تغییر شکل کم تحت تنش می‌شود.

چقرمگی کامپوزیت‌ها با افزایش مقدار AgNWs در پرکننده‌های کامپوزیت کاهش می‌یابد. این مطالعه نشان داد که هر چه مقدار AgNWs در پر کردن کامپوزیت‌ها بیشتر باشد، دمای تجزیه کامپوزیت در همان فاز کمتر می‌شود. کامپوزیت‌هایی که دارای AgNW بیشتری در پرکننده‌هایشان بودند، دمای شکست حرارتی کمتری نسبت به کامپوزیت‌های بدون آن داشتند. از آنجایی که AgNW‌ها دارای نفوذپذیری حرارتی بسیار بالاتری نسبت به رزین‌های اپوکسی هستند، گنجاندن BN ظرفیت گرمایی کامپوزیت را افزایش می‌دهد. هنگامی که AgNW وجود نداشته باشد، نانوالیاف BN در داخل ماتریس‌ها به هم متصل نمی‌شوند، و اجازه می‌دهند گرما به آرامی بین نانوساختار BN جریان یابد و به راحتی از بین برود. این واقعیت که ثابت دی الکتریک کامپوزیت با افزایش غلظت AgNWs کاهش می‌یابد یک کشف کلیدی بود.

در نتیجه باید گفت که افزودن پرکننده‌ها خواص فیزیکی و حرارتی رزین‌های اپوکسی را افزایش داده و طول عمر بیشتر آن‌ها را تضمین می‌کند.

منبع: خبرگزاری دانشجو

کلیدواژه: علمی فناوری رزین ابزار های الکترونیکی مواد پلیمری مواد پلیمری کامپوزیت ها پرکننده ها نیترید بور رزین ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت snn.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری دانشجو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۴۰۱۱۴۳۷ 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:

انقلاب صنعتی (قرن هجده و نوزدهم) و پیشرفت‌های فناورانه

به گزارش خبرگزاری علم و فناوری آنا، انقلاب صنعتی دوره‌ای از پیشرفت‌های عظیم فناوری است که اساساً وضعیت جوامع را در فاصله بین قرن هجده و نوزدهم تغییر داد. اختراعات مهمی مانند موتور بخار، ماشین نخ ریسی و ماشین بافندگی مکانیزه، فرآیندهای تولید را متحول کردند و منجر به تولید انبوه کالا و افزایش کارایی در صنایعی مانند نساجی، آهن و معدن زغال سنگ شدند.

این نوآوری‌ها نه تنها موجب تسریع تولید شدند، بلکه افزایش شهرنشینی را نیز در پی داشتند چراکه مردم در جستجوی فرصت‌‌های شغلی در کارخانه‌ها از مناطق روستایی به شهرها مهاجرت کردند و در نهایت اقتصاد کشاورزی سنتی نیز به یک اقتصاد صنعتی تبدیل شد. ماشینی شدن کارها، نه تنها بهره وری را افزایش داد، بلکه زمینه را برای نوآوری‌های بیشتر در حمل و نقل، ارتباطات و زیرساخت‌ها فراهم و اساس جوامع صنعتی مدرن را پی ریزی کرد.

نیروی بخار

نیروی بخار نقش مهمی در شکل دهی انقلاب صنعتی بازی کرد. به لطف موتور بخار «جیمز وات»، حمل و نقل سریعتر و کارآمدتر شد. قطارها و کشتی‌های بخار، نحوه جابجایی کالاها و مردم را در مسافت‌های طولانی تغییر دادند.

توسعه نیروی بخار نه تنها حمل و نقل را متحول کرد، بلکه تاثیر قابل توجهی بر صنایع در سراسر جهان گذاشت. اکنون کارخانه‌ها می‌توانند با استفاده از موتورهای بخار برای نیرو دادن به ماشین آلات، تولید و کارایی خود را افزایش دهند. این نوآوری، دوران صنعتی مدرن را پایه گذاری کرد و نشان دهنده تغییر به سوی فرآیندهای تولید مقیاس بزرگ و خودکارتر بود.

ماشین آلات نساجی

 ماشین آلات نساجی چگونگی تولید پارچه را متحول کردند. ماشین‌‌هایی مانند نخ ریسی و بافندگی مکانیزه تولید را سریع ‌تر و کارآمدتر کردند. این اختراعات بهره وری را افزایش و صنعت نساجی را برای همیشه تغییر دادند.

صنعت نساجی با معرفی ماشین آلات ریسندگی و بافندگی مکانیزه به طور چشمگیر تغییر کرد. با جایگزین شدن ماشین آلات به جای کارهای دستی، فرآیند تولید سریعتر و سازگارتر شد؛ پیشرفتی که زمینه ساز تولید نساجی مدرن قلمداد می‌شود.

متالوژی

در طول انقلاب صنعتی، پیشرفت‌های متالورژی، تولید انبوه آهن و فولاد را امکان پذیر کرد و در نتیجه شرایط برای ساخت سازه‌های قوی تر مانند ساختمان‌ها، پل‌ها و ماشین آلات مهیا شد. همین تحولات زمینه را برای شکوفایی صنعتی شدن مدرن فراهم کرد.

تولید آهن و فولاد نقش مهمی در متحول کردن روش‌های ساخت و ساز و توسعه زیرساخت‌ها داشتند. توانایی تولید این مواد در مقادیر انبوه، انقلابی در نحوه ساخت ساختمان‌ها و پل‌ها ایجاد و آنها را بادوام تر و قابل اطمینان تر کرد. این دستاورد، زمینه ساز پیشرفت صنعتی پس از آن شد.

دسترسی گسترده به آهن و فولاد، صنایع مختلف را از ساخت و ساز گرفته تا حمل و نقل، متحول کرد. این مواد برای ساخت راه ‌آهن، کشتی‌ها و ابزارها، رشد اقتصادی و پیشرفت‌‌های فناورانه ضروری شدند. تاثیر تولید آهن و فولاد در طول انقلاب صنعتی، هنوز در جامعه مدرن دیده می‌شود.

تلگراف

 تلگراف، پیام‌ها را از طریق سیگنال‌های الکتریکی در امتداد سیم‌ها مخابره می‌کرد. این فناوری برخلاف روش‌های سنتی که بر حمل و نقل فیزیکی متکی بودند، امکان ارسال سریع پیام‌ها را فراهم می‌آورد. مردم می‌توانستند در فواصل بسیار دور در عرض چند ثانیه ارتباط برقرار کنند؛ فناوری که افراد و کسب‌ و کارها را طوری به هم متصل می‌کرد که پیش از آن هرگز دیده نشده بود.

تلگراف نقش مهمی در شکل دهی رشد صنایع و بهبود هماهنگی در عملیات تجاری داشت. با فراهم شدن ارتباط سریع بین مکان‌‌های مختلف، کسب ‌و کارها می‌‌توانستند سریع ‌تر تصمیم بگیرند و به تغییرات بازار واکنش فوری ‌تری نشان دهند. این نوآوری تبادل اطلاعات را تسهیل، و به افزایش سرعت تجارت و داد و ستد کمک کرد.

صنایع شیمیایی

صنایع شیمیایی نقش تعیین کننده‌ای در شکل دادن به علم مواد داشتند. این صنعت نوآوری‌هایی در فرآیندهای شیمیایی ایجاد کرد که موجب افزایش تولید مواد حیاتی مانند کودها و رنگ‌ها شد. این پیشرفت‌ها با فراهم آوری مواد ضروری برای بخش‌های مختلف، از رشد کشاورزی و صنعتی حمایت کردند.

همچنین، تکامل صنایع شیمیایی به بهبود چشمگیر ظرفیت‌های تولید کمک کرد. با توسعه ترکیبات و فرآیندهای شیمیایی جدید، صنایع توانستند کالاها را کارآمدتر و موثرتر تولید کنند. این تولید کارآمد، به تقاضای فزاینده برای محصولات مختلف در بازار پاسخ داد و منجر به رشد و شکوفایی اقتصادی شد.

***

صنعتی شدن در قرن هجده و نوزده، آسیب جدی به محیط زیست وارد کرد و موجب جنگل زدایی گسترده، افزایش آلودگی و کاهش منابع طبیعی شد. این امر به شدت به محیط زیست آسیب زد و این تاثیر منفی حتی تا امروز نیز ادامه دارد. جنگل زدایی، آلودگی و کاهش منابع، چالش‌های اصلی ناشی از گسترش صنعتی سازی بودند. نیاز به مواد و انرژی برای سوخت صنایع منجر به قطع گسترده درختان، انتشار مواد شیمیایی مضر در هوا و آب و بهره برداری بیش از حد از منابع طبیعی شد. این فعالیت‌ها اثرات ماندگاری بر محیط زیست و زیست بوم داشته است.

در عین حال انقلاب صنعتی پیشرفت‌های چشمگیری در فناوری و همچنین دگرگونی‌های عمیق اجتماعی ایجاد کرد که همچنان جهان امروز ما را شکل می‌دهد. نوآوری‌های این دوران، جامعه صنعتی مدرن را پایه گذاری کرد، اما همچنین سوالات مهمی را در مورد عدالت اجتماعی، پایداری زیست محیطی و تاثیر پیشرفت فناوری بر زندگی انسان مطرح می‌کند.

انتهای پیام/