به نقل از «مهر»

حل مساله چالشی چند ده ساله توسط پژوهشگران ایرانی

تاریخ انتشار: ۲ آبان ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۲۵۱۵۷۹

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از دانشگاه تهران، دکتر عباس‌علی صابری عضو هیأت علمی دانشکدگان علوم دانشگاه تهران در این باره گفت: برای ساخت این مواد مرکّب از افزونه‌های نانوساختار (نانولوله‌های کربنی چنددیواره، گرافن و بورون نایتراید) در زمینه پلیمری (پلی‌پروپیلن) استفاده شده است.

صابری با تاکید بر اینکه این تحقیق نتیجه تلاش یک گروه پژوهشی است، افزود: این گروه همچنین یک نظریه واحد جهانشمول، در چارچوب یک مدل تراوش تعمیم‌یافته، برای توصیف مشاهدات تجربی خود توسعه داده‌اند.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

مطابق این نظریه جدید، تراوش گرما در مواد مرکّب در کلاس جهانی مسائل تراوش با دو توان بحرانی قرار می‌گیرد و از این نظر مشابه رسانش الکتریکی در الکترولیت‌ها یا شبکه‌ای از مقاومت‌های الکتریکی و خازن‌ها است.

عضو هیأت علمی دانشکده فیزیک دانشگاه تهران تاکید کرد: چشم‌انداز وسیع‌تر این پژوهش، توسعه نسل جدیدی از مواد مرکّب سبک با رسانندگی الکتریکی و گرمایی قابل تنظیم و بالاست که می‌تواند کاربردهای متنوعی در صنایع هوایی، صنایع خودروسازی، محافظت از امواج الکترومغناطیس، بسته‌بندی قطعات الکترونیک، خمیرهای گرمایی و مواد ترموالکتریک داشته باشد.

صابری اظهار داشت: حل نظری و تجربی این مساله چالشی چند ده ساله در مورد تراوش گرما و الکتریسیته در مواد مرکّب (کامپوزیت)، توسط پژوهشگران دانشگاه تهران و دانشگاه صنعتی شریف، اکنون نوید نسل جدیدی از مواد پیشرفته سبک‌وزن با رسانندگی الکتریکی و گرمایی بالا را می‌دهد.

بهبود خواص یک ماده از طریق افزودن مقادیر اندکی از یک یا چند ماده دیگر به آن و ساخت یک ماده مرکّب (کامپوزیت)، قدمتی به اندازه تاریخ بشر دارد. به عنوان مثال می‌توان از کاهگل یا فولاد ضدزنگ نام برد. کاهگل که در آن استحکام مکانیکی خاک رس از طریق افزودن کاه به خاک تقویت می‌شود یا فولاد ضد زنگ که در آن خواص فیزیکی و شیمیایی آهن از طریق افزودنی‌هایی نظیر کربن بهبود می‌یابد.

میزان بهبود خواص ماده مرکّب معمولاً به صورت مستقیم با مقدار ماده افزودنی متناسب است، امّا در این میان، رسانندگی الکتریکی مواد مرکّب ویژگی بسیار جالب و منحصر به فردی از خود نشان می‌دهد که به آن اصطلاحاً تراوش (percolation) می‌گویند.

اگر به یک ماده ذاتاً عایق الکتریکی (نظیر اغلب پلیمرها و پلاستیک‌ها) مقادیری از یک ماده رسانای الکتریکی (مثلاً ذرات فلزی) اضافه شود، تا یک آستانه مشخصی از مقدار ماده رسانا (آستانه تراوش الکتریکی)، ماده مرکّب همچنان نارسانا باقی می‌ماند.

اما با افزایش مقدار بارگذاری ماده رسانا و عبور از آستانه تراوش، ماده مرکّب به طور ناگهانی رسانا می‌شود. برای توصیف این پدیده، مدل فیزیکی ساده و در عین حال قدرتمند و جهانشمولی به نام مدل تراوش وجود دارد که از مقیاس‌های زیراتمی تا ابعاد کیهانی صادق بوده و قادر به توصیف بسیاری از پدیده‌های طبیعی دیگر نظیر انتشار بیماری یا پخش شایعه در جامعه تا آتش‌سوزی جنگل‌ها و گسترش تومورهای سرطانی در بدن نیز هست.

به رغم مشابهت‌های فراوان میان فیزیک رسانش الکتریسیته و گرما در مواد، وجود یا عدم وجود آستانه تراوش گرمایی در مواد مرکّب چندین دهه است که به موضوع بحث داغ میان پژوهشگران تبدیل شده است.

اغلب مطالعات تجربی قبلی صورت‌گرفته در این زمینه به این نتیجه رسیده‌اند که رسانش گرما در یک ماده ذاتاً رسانای ضعیف گرما، هیچگاه با افزودن یک ماده که رسانای خوب گرما باشد، بهبود نمی‌یابد.

مطالعات اندکی نیز که در آن‌ها بهبود رسانش گرما در مواد مرکّب گزارش شده است با مدل ساده تراوش قابل توصیف نیستند و این افزایش رسانندگی گرمایی را در مقادیر بارگذاری بسیار زیاد و غیرکاربردی (بیش از ۵۰ درصد وزنی ماده افزودنی) به دست آورده‌اند. همچنین برخی مطالعات نظری اساساً تراوش گرمایی در مواد مرکّب را نامحتمل دانسته‌اند.

نتایج این پژوهش در جدیدترین شماره (جلد ۹، شماره ۴ دسامبر ۲۰۲۲) مجلّه معتبر بررسی‌های فیزیک کاربردی (AppliedPhysics Reviews) با ضریب تأثیر ۱۹.۵۲۷ (ضریب تأثیر پنج ساله ۲۰.۵۶ به چاپ رسیده است که به دلیل اهمیت مقاله به عنوان Featured Article توسط ادیتورهای مجله هایلایت شده است.

کد خبر 5615754 مهتاب چابوک

منبع: مهر

کلیدواژه: دانشگاه تهران فناورانه و پژوهشی محققان ایرانی شرکت دانش بنیان حاکمیت سایبری تحقیقات علمی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری خودروی برقی نخبگان صندوق نوآوری و شکوفایی گوگل نوآوری هوش مصنوعی سخت افزار ماهواره معاونت تحقیقات و فناوری وزارت بهداشت فناورانه و پژوهشی دانشگاه تهران یک ماده

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.mehrnews.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «مهر» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۲۵۱۵۷۹ 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:

اصفهان، میزبان نخستین کنفرانس بین‌المللی علوم و فنون هسته‌ای ۲۰۲۴

رئیس انجمن هسته‌ای ایران گفت: اولین کنفرانس بین‌المللی هسته‌ای از فردا به مدت سه روز در شهر اصفهان برگزار می‌شود که نشانی از بلوغ فناوری هسته‌ای در کشور ماست.

جواد کریمی ثابت با اشاره به استقبال از این کنفرانس افزود: در حال حاضر بیش از ۵۰۰ مقاله برای کنفرانس ارسال شده و ۵۰ دانشگاه در فرآیند داوری مشارکت داشتند، همچنین ۱۶ میزگرد فنی و بنر‌های تخصصی برای پوشش تمام ابعاد فناوری‌های هسته‌ای تدارک دیده شد.

وی گفت: ۱۰۰ سخنران از مقالات برای سخنرانی‌های علمی انتخاب شد و در میزگرد‌های تخصصی ۸۰ سخنران علمی داریم و دانشمندان از کشور‌های ۵ قاره و بیش از ۵۰ نفر فعال در مجموعه هسته‌ای میهمان داریم.

کریمی ثابت افزود: هدف از برگزاری این کنفرانس آشنایی صنعت با آخرین پژوهش‌ها است و دانشجویان موضوعات اولویت کشور را در دستورکار قرار دهند، از صنعت هسته‌ای و دانشگاه‌های کشور و دانشجویان حوزه هسته‌ای برای همه حوزه‌ها حضور دارند.

وی گفت:در این کنفرانس تحقیقات پژوهشگران در ۴ بخش محتوایی ۱۳گانه ارائه می‌شود که سخنرانان خارجی نیز حضور موثر دارند، همچنین میزگرد‌های تخصصی با بیش از ۸۰ سخنران از دانشگاه و صنعت و با حضور پژوهشگران خارجی صورت می‌گیرد و یکی از پنل‌های تخصصی به همین موضوع اختصاص دارد.

کریمی ثابت خاطر نشان کرد: برگزاری اولین کنفرانس با هدایت‌های ریاست سازمان و همکاری مدیر کل و آژانس بین‌المللی انرژی اتمی انجام شد.

وی گفت: نمایشگاه آخرین دستاورد‌های صنعت هسته‌ای برای دانشجویان و پژوهشگران انجام شد و یکی دیگر از محور‌های ارائه محتوا، پوستر‌ها هستند که به مدت ۳ روز، در ۴ سالن در بازه زمانی صبح و عصر تدارک دیده شده و نشان از استقبال بالا و بلوغ صنعت هسته‌ای کشور است، موضوعاتی که در این همایش مطرح می‌شود از معضلات تمامی کشور‌های دنیاست.

این کنفرانس با محوریت کاربرد پرتوها، راکتور‌های هسته‌ای، فیزیک هسته‌ای و شتاب‌دهنده‌های ذرات، اندازه‌گیری تشعشعات، انرژی همجوشی و پلاسما، چرخه سوخت هسته‌ای ایزوتوپ‌های پایدار و رادیو اکتیو، ایمنی و امنیت هسته‌ای، کشاورزی هسته‌ای، فناوری کوانتمی، آموزش هسته‌ای، حکمرانی هسته‌ای و تغییر اقلیم و نقش انرژی هسته‌ای برگزار می‌شود.

باشگاه خبرنگاران جوان اصفهان اصفهان