Vezels worden tegenwoordig in bijna elke industrie gebruikt en zijn te vinden in de lucht- en ruimtevaart, sport, energie en gezondheidszorg. Daarom werken wetenschappers al lang aan de ontwikkeling van sterkere, betere vezels.
Onlangs hebben onderzoekers vanRowan Universiteitin de Verenigde Staten proberen de sterkste polymeervezels te maken die ooit zijn gemaakt. Dr. Vince Beechley, de leider van het project, zei dat hun team hoopt een grootschalige "supervezel" te gebruiken. Deze vezel zal op verschillende gebieden worden gebruikt om producten sterker te maken.
Naar verluidt heeft het team van Beechley onlangs een subsidie van US$ 523,000 (ongeveer 3,34 miljoen yuan) ontvangen van de National Science Foundation van de Verenigde Staten, die de komende drie jaar zal worden gebruikt voor onderzoek en technologische verbetering. Het team is de eerste die systematisch de effecten van verschillende warmte-, temperatuur- en rekkrachten op specifieke vezels bestudeert. Vervolgens gaan ze uitgebreide experimenten uitvoeren en wiskundige modellen maken.
Fijnere lasers, sterkere vezels
In feite was het oorspronkelijk de onderzoeksassistent Matt van Rowan University die op het idee kwam om lasers te gebruiken om de ultradunne nanovezels van het project te verwarmen, die ongeveer 1/200 van de breedte van een mensenhaar zijn. "Matt heeft ook een laserverwarmingsapparaat in elkaar gezet en de voorlopige gegevens verzameld die nodig zijn voor de onderzoeksfinanciering", herinnert Dr. Beachley zich.
Het is bekend dat de warmte van de laserstraal de nanovezels buigzaam maakt, zodat de vezels kunnen worden uitgerekt en hun moleculen in kettingen kunnen worden gerangschikt. De onderzoekers moeten de vezels vervolgens snel afkoelen om de moleculen op hun plaats te vergrendelen en de ultrafijne vezels te versterken. strengen. Op basis hiervan zijn de onderzoekers van mening dat nanovezels sterker kunnen zijn dan dikkere vezels, omdat hun hoge oppervlakte-tot-volume-verhouding zorgt voor snellere verwarming en koeling.
In eerdere experimenten gebruikten onderzoekers verwarmingselementen of oplosmiddelen om de vezels zachter te maken. De fijnheid van de operatie en de snelheid van vezelbreuk waren niet bevredigend, maar lasertechnologie kan deze tekortkomingen omzeilen. Op basis van de precisie van de laser kunnen de onderzoekers snel scannen over elke vezel en achtereenvolgens een millimeter of zo verwarmen en afkoelen de vezel, werden breuken sterk verminderd.
innovatiever dan vernieuwend
Naast de bovengenoemde technologieën zullen de onderzoekers ook een ander onderzoeksresultaat toepassen met een groot ontwikkelingspotentieel: het railsysteem, dat uiteindelijk werd gevormd na tien jaar onderzoek en ontwikkeling en verbetering door Dr. Beechley. Het volgsysteem, dat een beetje lijkt op de automatisering van een weefgetouw, houdt, beweegt en rekt elke vezel vast terwijl de laser de bundel segment voor segment verwarmt.
Professor Beachley is behoorlijk trots op het orbitale systeem en zegt: "We kunnen zelfs duizenden optische vezels verwerken met een enkele laserbron in een minuut." Dit betekent dat veel soorten vezels tegelijkertijd kunnen worden ontworpen, waaronder nylon, polyester, enz., Polyethyleen en koolstof. Dr. Beachley werkt momenteel aan een biologisch afbreekbare polymelkzuur (PLA) vezel voor gebruik in de biogeneeskunde die, indien versterkt, zou helpen bij de opname en afgifte van medicijnen in het lichaam.
Ik geloof dat met de zegen vanlaser technologie, zal het kleine lichaam van vezels grote energie blijven vrijgeven!
