סיבים משמשים כמעט בכל תעשייה כיום וניתן למצוא אותם בתעופה וחלל, ספורט, אנרגיה ובריאות. כתוצאה מכך, מדענים עובדים זה מכבר על פיתוח סיבים חזקים וטובים יותר.
לאחרונה, חוקרים באוניברסיטת רואןבארצות הברית מנסים ליצור את סיבי הפולימר החזקים ביותר שנוצרו אי פעם. ד"ר וינס ביצ'לי, מנהיג הפרויקט, אמר שהצוות שלהם מקווה ליצור "סיב על" בקנה מידה גדול בשימוש. סיב זה ישמש בתחומים שונים כדי להפוך מוצרים לחזקים יותר.
דווח כי הצוות של ביצ'לי קיבל לאחרונה מענק בסך 523 $,000 (כ-3.34 מיליון יואן) מהקרן הלאומית למדע של ארצות הברית, שישמש למחקר ושיפור טכנולוגי בשלוש השנים הקרובות. הצוות הוא הראשון שחוקר באופן שיטתי את ההשפעות של כוחות חום, טמפרטורה ומתיחות שונים על סיבים ספציפיים. לאחר מכן הם יערכו ניסויים נרחבים וייצרו מודלים מתמטיים.
לייזרים עדינים יותר, סיבים חזקים יותר
למעשה, זה היה במקור עוזר המחקר מאט מאוניברסיטת רואן שהגה את הרעיון להשתמש בלייזרים כדי לחמם את הננו-סיביים האולטרה-דקים של הפרויקט, שהם כ-1/200 מהרוחב של שערה אנושית. "מאט גם הרכיב מכשיר חימום בלייזר ואסף את הנתונים המקדימים הדרושים למימון המחקר", משחזר ד"ר ביצ'לי.
ידוע שהחום מקרן הלייזר הופך את הננו-סיביים לגמישים כך שניתן למתוח את הסיבים ולסדר את המולקולות שלהם בשרשראות. לאחר מכן על החוקרים לקרר במהירות את הסיבים כדי לנעול את המולקולות במקומן, ולחזק את הסיבים האולטרה-עדינים. גדילים. בהתבסס על כך, החוקרים מאמינים כי ננו-סיביים יכולים להיות חזקים יותר מסיבים עבים יותר מכיוון שהיחס הגבוה שלהם בין שטח הפנים לנפח מאפשר חימום וקירור מהירים יותר.
בניסויים קודמים השתמשו החוקרים בגופי חימום או בממיסים כדי לרכך את הסיבים. עדינות הפעולה וקצב שבירת הסיבים לא היו מספקים, אך טכנולוגיית הלייזר יכולה לעקוף את החסרונות הללו בהתבסס על דיוק הלייזר, החוקרים יכולים לסרוק במהירות על פני כל סיב, ולחמם ולקרר ברצף מילימטר בערך של שברי הסיבים הופחתו מאוד.
יותר חדשני מאשר חדשני
בנוסף לטכנולוגיות הנ"ל, החוקרים יישמו גם תוצאת מחקר נוספת בעלת פוטנציאל פיתוח גדול - מערכת המסלול, אשר נוצרה לבסוף לאחר עשר שנות מחקר ופיתוח ושיפור של ד"ר ביצ'לי. מערכת המסילה, שנראית קצת כמו אוטומציה של נול, מחזיקה, זזה ומותחת כל סיב בזמן שהלייזר מחמם את הצרור מקטע אחר מקטע.
פרופסור ביצ'לי די גאה במערכת המסלולית, ואומר: "אנחנו יכולים אפילו לעבד אלפי סיבים אופטיים עם מקור לייזר יחיד בדקה". המשמעות היא שניתן לעצב סוגים רבים של סיבים בו זמנית, כולל ניילון, פוליאסטר וכו', פוליאתילן ופחמן. ד"ר ביצ'לי עובד כעת על סיב חומצה פולילקטית מתכלה (PLA) לשימוש בביו-רפואה, שאם יחוזק, יסייע בספיגה ובשחרור של תרופות בגוף.
אני מאמין שבברכתטכנולוגיית לייזר, גוף הסיבים הקטן ימשיך לשחרר אנרגיה נהדרת!
