پژوهش جدیدی از دانشگاه رایس و دانشگاه اولو (Oulu) ی فنلاند نشان می دهد که نانولوله های کربنی می توانند کارایی کموتاتورهای الکتریکی را که کاربرد آن ها در موتورها و ژنراتورهای الکتریکی رایج است، به طور قابل ملاحظه ای افزایش دهند.

به گزارش خبرگزاری برق، الکترونیک و کامپیوتر ایران (الکترونیوز)، این پژوهش که به صورت آنلاین در مجله ی Advanced Materials منتشر شد، نشان می دهد که لایه های "اتصال جاروبک" ساخته شده از نانولوله های کربنی مقاومتی 10 برابر کمتر از جاروبک های ساخته شده از ترکیب مس و کربن که امروزه مورد استفاده قرار می گیرند، دارند. اتصال های جاروبک بخش جدایی ناپذیر کموتاتورها یا کلیدهای الکتریکی گردان هستند که در بسیاری از لوازم الکتریکی تغذیه شونده با باتری مثل مته های بی سیم کاربرد دارند.

پولیکل آجایان، از دانشگاه اولو، بنجامین ام و مری گرینوود اندرسون، اساتید مهندسی مکانیک و علوم مواد دانشگاه رایس، گفتند: "این یافته نشان می دهد که نانولوله ها به عنوان اتصال های جاروبک، کارکرد عملی بسیار خوبی دارند. این فن آوری به طور گسترده در صنعت، لوازم مصرفی و نیز ماشین های الکتریکی کاربرد دارد، بنابراین این یافته می تواند کاربرد بسیار جالب توجهی برای نانولوله ها به شمار آید." ترکیب ویژگی های مکانیکی و الکتریکی نانولوله ها این امکان را فراهم آورده است.

نانولوله های کربنی به کار رفته در این مطالعه لوله های توخالی از کربن خالص هستند که حدود 30 نانومتر قطر دارند. در مقام مقایسه، موی انسان حدود 100 هزار نانومتر قطر دارد. علاوه بر کوچک بودن، نانولوله ها بسیار سبک و بادوام هستند و به خوبی می توانند گرما و الکتریسیته را هدایت کنند . به خاطر همین ویژگی ها، پژوهش گران تصمیم گرفتند نانولوله ها را به عنوان اتصال های جاروبک مورد آزمایش قرار دهند. اتصال های جاروبک، لایه های رسانا هستند که در مقابل صفحه های فلزی گردان یا میله ی نزدیک به بازوهای فنری قرار می گیرند. جریان از صفحه ی گردان از طریق اتصال های جاروبک به سمت سایر بخش های دستگاه حرکت می کند.

به منظور آزمایش امکان اجرایی بودن اتصال های جاروبک نانولوله ی کربنی، این گروه پژوهشی جاروبک های ساخته شده از ترکیب مس و کربن را در یک موتور الکتریکی با بلوک های کوچک شامل میلیون ها نانولوله ی کربنی جای گزین کردند. زیر میکروسکوپ الکترونی، این بلوک های میلی متر مربعی شبیه یک جنگل به شدت فشرده به نظر می رسد.

این گروه با به کارگیری پژوهش قبلی آجایان می دانستند که این جنگل های نانولوله ای شبیه به چیزی مانند بالش اسفنجی هستند و بعد از فشرده شدن به سرعت شکل خود را باز می یابند.

رابرت واجتای از دانشگاه رایس گفت: "این قابلیت نوسانی چیزی است که در ترکیب های موجود که به عنوان اتصال های جاروبک استفاده می شوند، یافت نمی شود و این دلیلی است بر این که چرا اتصال های جاروبک نانولوله ای عمل کرد بهتری دارند. این اتصال های جاروبک مساحت بیشتری از سطح خود را در تماس با صفحه ی گردان نگه می دارند." واجتای در این مطالعه با آجایان و گروهی از پژوهش گران فنلاندی به سرپرستی پژوهش گری از دانشگاه اولو به نام کریستین کورداس، همکاری کرد . این گروه بر این باور است که اتصال بهبود یافته بین سطح صفحه ی گردان و جاروبک موجب کاهش 90 درصدی در انرژی اتلافی می شود.

سایر نویسندگان این مقاله شامل گزا توس، جانی ماکلین، نینا هالونن، جاکو پالوساری، جاری جوتی و هلی جانتونن، همگی از دانشگاه اولو و گرگوری سایر از دانشگاه فلوریدا می شود.

این پژوهش از طرف آکادمی فنلاند، مرکز فن آوری نانو و میکروی دانشگاه اولو، اداره ی پژوهش های علمی نیروی هوایی امریکا و موسسه ی پژوهشی نیمه هادی ها پشتیبانی شد.



تاریخ : دوشنبه 92/4/24 | 4:48 صبح | نویسنده : | نظرات ()