Phương pháp “khâu nano” gia cố vỏ của máy bay
Thứ hai, 30/03/2009 00:00
Các kỹ sư của Viện Công nghệ Masachusetts, Mỹ, đã sử dụng các sợi ống nano cácbon có độ dày chỉ bằng phần tỷ của mét để “đính” các vật liệu hàng không lại với nhau trong một nghiên cứu nhằm làm các lớp vỏ của máy bay và các sản phẩm khác cứng gấp 10 lần với mức tăng chi phí bình thường. Ngoài ra, các vật liệu composit tiên tiến được gia cố bằng các ống nano này cũng dẫn điện gấp 1 triệu lần so với các vật liệu này nhưng không được gia cố bằng ống nano, có nghĩa là chế tạo máy bay bằng các vật liệu này sẽ chống lại thiệt hại do chớp gây ra tốt hơn.
Các kỹ sư của Viện Công nghệ Masachusetts, Mỹ, đã sử dụng các sợi ống nano cácbon có độ dày chỉ bằng phần tỷ của mét để “đính” các vật liệu hàng không lại với nhau trong một nghiên cứu nhằm làm các lớp vỏ của máy bay và các sản phẩm khác cứng gấp 10 lần với mức tăng chi phí bình thường. Ngoài ra, các vật liệu composit tiên tiến được gia cố bằng các ống nano này cũng dẫn điện gấp 1 triệu lần so với các vật liệu này nhưng không được gia cố bằng ống nano, có nghĩa là chế tạo máy bay bằng các vật liệu này sẽ chống lại thiệt hại do chớp gây ra tốt hơn.
Các vật liệu tiên tiến hiện đang được sử dụng trong nhiều ứng dụng hàng không được cấu tạo bằng nhiều lớp sợi cácbon có khả năng liên kết với nhau bằng keo polime. Nhưng loại keo đó có thể gãy và đôi khi khiến cho các lớp sợi cácbon tách nhau ra. Do vậy, các kỹ sư đang khai thác những phương pháp khác nhau để gia cố bề mặt giữa các lớp bằng cách khâu, bện, dệt hoặc kẹp chúng lại với nhau.
Tuy nhiên, tất cả những quy trình này đều có hạn chế bởi những vùng khâu hoặc kẹp có diện tích tương đối lớn sẽ tự thấm và làm hỏng các lớp sợi cácbon. Chính các lớp sợi này có vai trò làm cho các vật liệu composit cứng.
Vì vậy, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm có thể gia cố các lớp ở các vật liệu tiên tiến này bằng các ống nano được liên kết vuông góc với các lớp sợi cácbon. Sử dụng các mô hình máy tính về khả năng đứt gãy của một vật liệu như vậy, nhóm cho rằng gia cố bằng ống nano sẽ tốt hơn so với các phương pháp khác.
Vậy vật liệu khâu nano này hoạt động như thế nào? Keo polime giữa các lớp sợi cácbon được làm nóng lên, trở nên lỏng ra. Hàng tỷ các ống nano được định vị vuông góc với mỗi một lớp sợi cácbon sẽ được hút vào chất keo ở cả hai mặt của mỗi lớp. Do các ống nano nhỏ hơn gấp 1000 lần so với các sợi cácbon, nên chúng không gây bất lợi cho các sợi cácbon lớn hơn, mà thay vào đó làm đầy các khoảng trống xung quanh chúng, khâu các lớp lại với nhau.
Theo Eurekalert
Vista