مروارید مصنوعی

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :



در این بخش می خواهیم به یک محصول ساخته شده توسط دانشمندان با خواص ویژه بپردازیم.


مرواریـد طبیعـی،ماننـد صـدف دوکپـهای، یکـی از سـختترین، پایدارتریـن و سـفت ترین مـواد طبیعـی اسـت. ایـن مـاده همـواره توجـه
محققـان را بـه خـود جلـب کـرده اسـت.
سـاختارمرواریـد زیـرمیکروسـکوپ الکترونـی بسـیار زیبـا و جالـب و هماننـد یـک دیـوار آجـری کوچـک اســت کــه بیــن آنهــا بــا ملات پــر شــده اســت.

این آجرهــا صفحــات کلســیم کربنــات کوچکــی هســتند کــه روی یکدیگــر قــرار گرفته انــد و بــه وسـیله ی پل هـای معدنـی بـه هـم متصـل شـده و بـا ملات سـاخته شـده از یـک مـاده ارگانیـک پـر شـده اند.


محققـان گـروه مـواد پیشـرفته دانشـگاه ETH بـه رهبـری Studart. R André ایـن سـاختار را مـورد بررسـی و تقلیـد قـرار دادنـد. 
دانشـمندان مـواد از روشـی ویـژه کـه توسـط آنهـا توسـعه یافتـه اسـت بـرای تولیـد ایـن مـواد مرواریـد ماننـد اسـتفاده کردنـد.

‌‌آن هـا از اکسـید آلومینیـوم قابـل فـروش در انـدازه چنـد میکرومتـر و یـک رزیـن اپوکسـی کـه ماننـد سـیمان اتصـال را برقـرار میکنـد، 
اسـتفاده کردنـد.

[فاطمه الهامی نیا]

کیش تک_طرح مشاوره متخصصین صنعت و مدیریت_گروه فنی و مهندسی :


در ادامه توضیحات قبل :

محققـان صفحـات مغناطیسـی حـل شـده در یـک محلـول آبـی را در یـک میـدان مغناطیسـی چرخشـی قـرار دادنـد تـا 
در یـک جهـت آرایـش بگیرنـد و تحـت فشـار بـالا و دمـای حـدود هـزار درجـه سـانتیگراد مـاده را بـا افـزودن یـک رزیـن تقویـت کردنـد. 
در نتیجـه ی ایـن کار یـک مـاده کامپوزیـت بـا سـاختاری شـبیه بـه مرواریـد طبیعـی حاصـل شـد.

بـرای سـاختن مرواریـد مصنوعـی پایدارتـر و سـخت‌‌تر، ایـن تیـم هم اکنـون از صفحـات پوشـش داده شـده بـا اکسـید تیتانیـوم اسـتفاده 
‌‌میکنـد.
اکسـید تیتانیـوم در حـدود 800 درجـه سـانتی‌‌گراد شـروع بـه ذوب شـدن میکنـد کـه ایـن دمـا کمتـر از نقطـه ذوب اکسـید آلومینیــوم اســت. قطره هــای اکســید تیتانیــوم روی ســطح صفحــات شــکل گرفتــه و تبدیــل بــه پل هــا میشــوند، بنابرایــن کل ســاختار را تقویـت میکننـد.

Masania Kunal گفتـه اسـت: این پلهـا تأثیـر چشـمگیری روی اسـتحکام مـاده داشـته اند.
چگالـی ایـن پلهـای تیتانیومـی می توانـد بـه دقـت و توسـط فشـار و دمـا تنظیـم و کنتـرل شـود تـا مرواریـد مصنوعـی بـا خـواص فیزیکــی و مکانیکــی مطلــوب ماننــد ســختی، اســتحکام و چقرمگــی شکســت تولیــد شــود.
بــه کمــک یــک مــدل و آزمایش هــا، محققــان شـرایط دمایـی و فشـاری را محاسـبه کردنـد کـه منجـر بـه ایجـاد خـواص مـورد نظـر کـه از نظـر سـختی قابـل مقایسـه بـا کاپوزیتهـای فیبـر کربنـی اسـت، می شـود.

بـا ایـن فنـاوری کـه جدیـدا توسـعه یافتـه، می تـوان مـواد مرواریـد ماننـد تولیـد نمـود کـه دارای ویژگـی مناسـب بـرای کاربردهـای خـاص ماننـد سـاخت و سـاز و هـوا و فضـا باشـند.