۲۵ نتیجه برای نانولوله کربنی
دوره ۱۱، شماره ۱ - ( ۱۲-۱۳۹۸ )
چکیده
برهمکنش میان نانوذراتی همچون نانولوله های کربنی با پروتئین ها مورد توجه زیادی قرار گرفته است. کاربردهای بیومولکولی پیشرفته نانولوله های کربنی نیاز به درک متقابل برهمکنش آنها با مولکول های زیستی دارند. برهمکنش غیر کووالانسی پپتیدهای خونی مانند هپسیدین با نانولوله های کربن، اثرات مهمی در طیف گسترده ای از کاربردهای بیولوژیکی دارد، که از طریق آنالیز پارامترهای ترمودینامیکی برهمکنش بین نانولوله های کربنی و پپتید ها شناسایی می شوند. علاوه بر این، اثرات پارامترهای مختلف در نحوه برخورد نانولوله ها با پپتید و تغییرات ساختاری و پایداری پپتید مورد بررسی قرار می گیرند. در این مطالعه که بر اساس شبیه سازی دینامیک مولکولی صورت گرفت، تغییرات ساختاری هپسیدین ۲۰ در برهم کنش با نانولوله ی دوجداره کربوکسیله مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که نانولولههایکربنی موجب بازشدن ساختار هپسیدین ۲۰ و ایجاد تغییرات ساختاری در این پپتید میشوند. از طرفی باز شدن ساختار هپسیدین احتمالا منجر به تغییر میزان فعالیت آن میشود. نتایج حاکی از این بود که تغییرات قابل توجهی در ساختار هپسیدین ۲۰ در حضور نانولوله ی کربنی ایجاد می گردد.که این اختلاف مقادیر به خاطر تحرکات و جابجایی های لوپ وN - ترمینال پپتید هپسیدین ۲۰ می باشد.
دوره ۱۱، شماره ۴ - ( ۹-۱۳۹۹ )
چکیده
یکی از اهداف اصلی زیست فناوری گیاهی ارائه تکنیکی ایمن و کارا جهت انتقال ژن به سلول‌های گیاه است. تا به امروز متداول‌ترین و موفق‌ترین روش انتقال ژن در گیاهان، انتقال به کمک اگروباکتریوم بوده که البته با محدودیت‌هایی از جمله نوع گیاه میزبان روبرو میباشد. به منظور رفع این محدودیت‌ها و بهینه سازی انتقال ژن، تکنیک‌های مختلفی پیشنهاد شده است اما هیچ یک از آنها جایگزین مناسبی برای اگروباکتریوم نبوده‌اند. در سال‌های اخیر فناوری نانو به عنوان راهکار جدیدی جهت فائق آمدن به محدودیت‌های زیست فناوری مورد توجه قرار گرفته است. طراحی و استفاده از نانوساختارهای زیست سازگاری که توانایی عبور از موانع سلولی و قابلیت انتقال هدفمند مواد را دارند دستاوردهای زیستی را بهبود بخشیده است. در این تحقیق نانولوله‌ی کربن که یکی از نانوذرات پرکاربرد و ناقلین موفق ماکرومولکول‌ها به سلول‌های پستانداران است برای نخستین بار جهت انتقال ژن به سلول گیاه مورد بررسی قرار گرفت. به این منظور تلاش شد با کمک نانولولههای کربنی تک دیواره‌ای که با آرژنین عاملدار شده بودند (Arg-SWNT)، DNA پلاسمیدی حامل ژن گزارشگر GFP (کد کننده پروتئین نشر‌دهنده نور سبز) به سلول‌های توتون (در شرایط سوسپانسیون) انتقال داده شود. بر اساس نتایج به‌دست آمده نانولولههای کربنی تک دیواره (SWNT) توانستند در حالی‌که DNA پلاسمیدی به آنها متصل بود از دیواره سلولی و غشا پلاسمایی عبور کنند. تصاویر به‌دست آمده از میکروسکوپ فلورسنت موفقیت در انتقال ژن به کمک Arg-SWNT را تأیید می‌کند.
رهام رفیعی،
دوره ۱۲، شماره ۳ - ( ۶-۱۳۹۱ )
چکیده
هدف اصلی از این تحقیق، بررسی ارتعاشات غیرخطی نانولوله کربنی تک جداره می باشد. برای مدلسازی، ساختار مشبک نانولوله کربنی با یک سازه پیوسته معادل با استفاده از مکانیک محیط پیوسته نانومقیاس جایگزین شده است. سپس معادلات ناظم بر ارتعاشات توسعه یافته، کشش صفحه میانی تحت خمش به عنوان عامل غیرخطی هندسی در معادلات لحاظ شده است. برای حل معادله غیرخطی حاصل از تئوری اغتشاشات استفاده شده است. پاسخ فرکانسی سیستم در حالات مختلف ارتعاشات آزاد و ارتعاشات اجباری در دو حالت تشدید اولیه و ثانویه بررسی شده است. نتایج حاصل از حل مبتنی بر روش اغتشاشات تطابق خوبی با انتگرال گیری عددی نشان می دهد. نتایج حاکی از این واقعیت هستند که نانولوله کربن رفتار سخت شونده را از خود نشان می دهد. همچنین، پدیده پرش و تقسیم شدن به دو شاخه غیرخطی در پاسخ ها مشاهده می گردد
مهناز ذاکری، مهدی شایانمهر، محمود مهرداد شکریه،
دوره ۱۲، شماره ۵ - ( ۱۰-۱۳۹۱ )
چکیده
مطالعه اتصال بین نانولوله و رزین دربرگیرنده آن، یکی از مسائل مهم در بررسی رفتار مواد نانوکامپوزیت تقویت شده با نانولوله¬های کربنی است. در این مقاله، نانولوله کربنی و رزین اطراف آن به صورت یک المان حجمی در نظر گرفته ¬شده و رفتار مکانیکی آن با استفاده از روش اجزای محدود تحلیل می¬شود. برای مدلسازی اتصالات، از المان فنر غیرخطی استفاده ¬شده و نیروی موثر بین نانولوله و رزین، بر اساس معادله لنارد- جونز تعیین می¬شود. ضخامت فاز واسط بین ۷/۱ تا ۸/۳ آنگستروم¬متر تغییر داده می¬شود تا تاثیر آن بر رفتار المان حجمی مطالعه گردد. بارگذاری کششی المان حجمی به دو صورت انجام می شود تا اتصال کامل بین نانولوله و رزین بررسی شود. در ادامه، میزان مدول الاستیسیته طولی المان حجمی با نسبت منظریهای مختلف و ضخامت¬های مختلف فاز واسط محاسبه شده و با نتایج تئوری قانون اختلاط در حوزه میکرومکانیک مقایسه و ارزیابی می شوند. نتایج این تحقیق نشان می¬دهد که در نسبت منظری¬های بسیار کم، میزان مدول الاستیسیته نزدیک به مقدار آن برای رزین یا نانولوله منفرد است ولی با افزایش نسبت منظری¬ عملکرد اتصالات بهتر شده و این مقدار به قانون اختلاط همگرا می شود.
عبدالحسین فریدون، اسماعیل سعیدی، حسین همتیان،
دوره ۱۳، شماره ۵ - ( ۵-۱۳۹۲ )
چکیده
ساخت و آزمایش نانوکامپوزیت های اپوکسی/نانولوله های کربنی با توجه به چالش های پخش نانولوله های کربنی در بستر رزین و هزینه های تولید، مقرون به صرفه نمی باشد. لذا پیش بینی خواص مکانیکی این نانوکامپوزیت ها به وسیله روش های شبیه سازی راهکار مناسبی است. اما ابعاد واقعی نانولوله های کربنی و نسبت طول به قطر آنها، مدل سازی المان محدود را در ابعاد نانو و میکرو با مشکل مواجه می کند. در این مقاله با استفاده از المان تیر به عنوان نانولوله های کربنی و ایجاد المان حجمی نمونه از نانوکامپوزیت در مقیاس میکرو، چیدمان های مختلفی از نانولوله های کربنی در بستر اپوکسی ارائه شده است. اثر پارامترهای درصد حجمی، نسبت منظری و اثرات موجی بودن نانولوله های کربنی بر مدول الاستیک موثر نانوکامپوزیت بررسی شده است. نتایج نشان داده با این روش، محدودیت مدل سازی ابعاد میکرو و نانو در کنار هم از بین رفته و شبیه سازی نانوکامپوزیت با شرایط واقعی ممکن می شود و می توان اثرات انواع پارامترهای هندسی را در مدول موثر بررسی کرد. از طرف دیگر نتایج شبیه سازی با نتایج تجربی نیز تطابق مناسبی دارند.
مهناز ذاکری، امید بصیری،
دوره ۱۳، شماره ۱۴ - ( ۱۲-۱۳۹۲ )
چکیده
نانولوله های کربنی، فرم رول شده ورق گرافن هستند که به علت پیوندهای کووالانت موجود در بین اتم های کربن، خواص منحصر به فردی نشان می دهند. در این پژوهش ساختارهای مختلف نانولوله های کربنی با محدوده قطری و طولی گسترده ای مطالعه می¬شوند تا تاثیر زاویه کایرال بر مدول برشی و خمشی نانولوله ها مشخص گردد. براساس روش مکانیک مولکولی و روش اجزای محدود، پیوندهای کووالانت بین اتم های کربن در نانولوله با المان تیر خطی شبیه سازی می شود. با انجام تحلیل اجزای محدود، تأثیر قطر، طول و زاویه کایرال نانولوله بر روی خواص مکانیکی تحت بارگذاری های پیچشی و خمشی بررسی می شود. نتایج نشان می دهند که نانولوله زیگزاگ کمترین مدول برشی و خمشی را در مقایسه با نانولوله های آرمـچیر و کایرال دارا می باشد. نانولوله های کایرال در زوایای کمتر از ۱۷ درجه مدول برشی کمتری نسبت به ساختار آرمچیر دارند، اما در زوایای بزرگتر از ۱۷ درجه، نانولوله های کایرال بیشترین مدول برشی را در مقایسه با دیگر ساختارها دارند. همچنین ساختارهای کایرال مدول خمشی بیشتری نسبت به ساختار آرمچیر و زیگزاگ دارند.
مهدی مندعلی، محمودرضا یوسفی،
دوره ۱۴، شماره ۷ - ( ۷-۱۳۹۳ )
چکیده
روش‌های تحلیلی و المان محدود موجود مقدار مدول الاستیک نانوکامپوزیت‌ها را بیشتر از مقادیر حاصل از آزمایش تعیین می‌کنند. در این مقاله یک مدل تئوری تمام پیوسته جهت تعیین یک باند بالا و پایین با تغییرات کم از مدول الاستیسیته برای نانوکامپوزیت‌های پلیمری ارائه شده‌است به گونه‌ای که نتایج آزمایشگاهی همواره در این محدوده قرار بگیرند. بدین منظور معادلات الاستیسیته حاکم بر رفتار زمینه و تقویت کننده در نانوکامپوزیت در مختصات استوانهای با استفاده از تئوری عقب افتادگی برشی برای یک المان حجمی در حالت اتصال کامل دو فاز حل و مدول الاستیک محاسبه شده است. سپس با استفاده از مدلسازی المان محدود به کمک نرم‌افزار ANSYS، مدول الاستیک حالت‌های اتصال کامل و گسستگی بین دو فاز محاسبه شده و نتایج با مقادیر تحلیلی مقایسه شده‌اند که صحت مدلسازی تحلیلی را تایید می‌کند. جهت اطمینان از صحت نتایج مدل معرفی شده برای تعیین مدول الاستیک در حالات ذکر شده فوق نتایج بدست آمده، با نتایج روش آزمایشگاهی دیگر محققین مورد مقایسه قرار گرفته‌اند که در تمامی آنها مدول الاستیک آزمایشگاهی در محدوده بین باند بالا و پایین تعیین شده بوسیله معادلات تحلیلی و مدل المان محدود قرار دارد.
رضا انصاری خلخالی، امیر نورورززاده، راهب غلامی،
دوره ۱۵، شماره ۳ - ( ۳-۱۳۹۴ )
چکیده
در مطالعه حاضر، ارتعاشات نانولوله کربنی که در آن سیال داخلی با سرعت ثابت در جریان بوده و نیروی گسترده خارجی به صورت هارمونیک به آن اعمال میشود مورد تحقیق قرار گرفته است. همچنین در اطراف این نانولوله یک بستر الاستیک ویسکو-پاسترناک تعبیه شده است و شرایط مرزی نانولوله نیز در دو انتها تکیه‌گاه ساده میباشد. به منظور تحلیل این سیستم و در نظر گرفتن اثرات اندازه کوچک در پاسخ‌های بدست آمده، از تئوری تنش کوپل استفاده شده و برای مدلسازی نانولوله، تئوری تیر تیموشنکو به کار گرفته شده است. با در نظر گرفتن تمامی انرژی‌های موجود در سیستم و کار نیروهای خارجی وارد بر آن، اصل همیلتون نوشته شده و معادلات غیرخطی حرکت سیستم به دست آمده است. در ادامه برای تبدیل معادلات با مشتقات جزئی نتیجه شده به معادلات دیفرانسیل معمولی، از روش تربیع دیفرانسیلی تعمیم یافته کمک گرفته شده و دامنه تیر گسسته‌سازی شده است. برای تحلیل پاسخ‌های فرکانسی نانولوله از بسته مت‌کانت در نرم‌افزار متلب استفاده شده است. برای این منظور و با به کار گیری تبدیلات مناسب، معادلات دیفرانسیلی مرتبه دوم موجود به معادلات مرتبه اول تبدیل شده‌اند. بدین ترتیب تاثیرات اندازه کوچک و به عبارتی تفاوت‌های تئوری حاضر با تئوری کلاسیک تیر تیموشنکو نشان داده میشود. علاوه بر آن اثرات ابعاد نانولوله، سرعت سیال، نیروی عرضی اعمالی و پارامترهای بستر الاستیک نیز بررسی شده است. مشاهده میشود که میزان و نحوه تاثیر هریک از این عوامل متفاوت میباشد و در مجموع پاسخ‌های فرکانسی نانولوله به شکل ملموسی به این تغییرات حساس است.
حسین نجات پیشکناری، مسعود یوسفی،
دوره ۱۶، شماره ۶ - ( ۶-۱۳۹۵ )
چکیده
دیانای از مولکول‌هایی به نام نوکلئوتید تشکیل شده است. چهار نوع نوکلئوتید در دیانای وجود دارند: آدنین، سیتوزین، گوانین و تیمین. مشخص کردن ترتیب بازهای تشکیل دهنده دیانای را توالی سنجی دیانای می‌نامند. این توالی تعیین کننده ژن‌ها خواهد بود و ژن‌ها تعیین کننده صفات منحصر به فرد هر شخص هستند. از این رو تحقیقات ژنتیکی نقش مهمی در تشخیص، پیشگیری و یا درمان بیماری‌های ناشی از اختلالات و جهش‌های ژنتیکی ایفا می‌کنند. روش‌های معمول برای توالی سنجی عمد‌تاً بر پایه واکنش‌های شیمیایی بنا نهاد شده اند. این روش‌ها دارای معایبی هستند مانند از بین رفتن دیانای و هزینه بالا. به همین علت، در سال‌های اخیر با پیشرفت روش‌های شبیه سازی در مقیاس مولکولی، رویکرد‌های متنوعی برای توالی سنجی مولکول دیانای ایجاد شده است. در این مقاله ابتدا یک روش مناسب برای توالی سنجی ارائه می‌گردد و سپس صحت عملکرد آن با استفاده از شبیه سازی‌های دینامیک مولکولی بررسی می‌گردد. در این روش مولکول دیانای ابتدا از داخل نانولوله کربنی و سپس از نانوحفره گرافن با سرعت مشخصی عبور می‌کند. سپس با تحلیل نیروی لازم برای عبور آن، باز‌ها شناخته میشود. در این روش پیشنهادی سرعت و هزینه توالی سنجی بهبود مییابد.
علیرضا آقایی، حسین خراسانی زاده، قنبرعلی شیخ زاده،
دوره ۱۶، شماره ۱۲ - ( ۱۲-۱۳۹۵ )
چکیده
در این تحقیق لزجت دینامیکی نانوسیال هیبریدی روغن روانکار موتور (روغن ۵w-۵۰)- نانولوله کربنی چند جداره- اکسیدمس در کسر حجمی‌های ۰,۰۵، ۰.۱، ۰.۲۵، ۰.۵، ۰.۷۵ و ۱ درصد از نانوذرات و در دماهای ۵، ۱۵، ۲۵، ۳۵، ۴۵ و ۵۵ درجه سلسیوس اندازه‌گیری شده است. این نانوسیال هیبریدی با روش دو مرحله‌ای ساخت شده و برای اندازه‌گیری‌های لزجت از دستگاه ویسکومتر بروکفیلد ساخت کشور امریکا استفاده شده است. مقادیر آزمایشگاهی به‌دست آمده نشان میدهد که با افزایش کسر حجمی نانوذرات لزجت افزایش یافته و همچنین با زیاد شدن دما لزجت کاهش مییابد. بر اساس داده‌های آزمایشگاهی بیشترین و کمترین افزایش در لزجت نانوسیال در یک دمای ثابت با افزایش کسرحجمی نانوذرات از ۰.۰۵ تا ۱ به‌ترتیب ۳۵.۵۲ و ۱۲.۹۲ درصد است که به ترتیب در دماهای ۵۵ و ۱۵ درجه سلسیوس رخ میدهد. با توجه به اهمیت وجود لزجت بالاتر روغن موتور در دماهای بالاتر این نتیجه بسیار مهم است. مقادیر اندازه‌گیری شده لزجت این نانوسیال درنرخ برش‌ها و دماهای مختلف، نشان میدهد که رفتار آن نیوتنی است. با استفاده از نتایج بهدستآمده و به‌منظور محاسبه و تخمین لزجت نانوسیال در شبیه‌سازی‌ها یک رابطه کاربردی وابسته به دما و کسر حجمی توسعه داده شده است، که تطبیق بسیار خوبی با نتایج آزمایشگاهی دارد.
مجید خوانساری، حسین خدارحمی، سید عباس وزیری یزدی،
دوره ۱۷، شماره ۸ - ( ۸-۱۳۹۶ )
چکیده
یکی از روش‌های جدید که اخیرا مورد توجه محققان قرارگرفته است استفاده از نانوذرات برای تقویت کامپوزیت‌ها میباشد که در عین حال که در وزن سازه تغییری ایجاد نمی‌کند خواص مکانیکی و فیزیکی آن را بهبود می‌بخشد. یکی ازاین مواد نانولوله‌کربنی میباشد که از زمان کشف آن تاکنون کاربرد گسترده‌ای در صنعت پیداکرده است. در این مقاله، پاسخ پنل‌های هیبرید آلومینیوم وکامپوزیت ساخته شده از اپوکسی و کولار و پنل‌های هیبرید آلومینیوم و نانوکامپوزیت اپوکسی و کولار در اثر ضربه بالستیک مورد بررسی قرار گرفت. چهار گروه از پنل‌های فوق با درصدهای صفر، نیم، یک و یک‌ونیم درصد نانولوله کربنی ساخته شد. نمونه های هیبریدی که در این تحقیق ساخته شده و مورد آزمایش قرار گرفته، با روش لایه‌چینی دستی و پرس گرم انجام شده است. ضخامت پنل‌های فوق که متشکل از دوصفحه آلومینیومی و ده صفحه کولار ۲۹ است، ثابت بود. آزمون‌های ضربه بالستیک با استفاده از پرتاب گلوله مخروطی ۷,۶ گرمی و با دو سرعت میانگین۲۲۰ و۲۷۵ متر بر ثانیه توسط تفنگ گازی انجام شد. سرعت ورودی و خروجی در هریک از نمونهها بوسیله سرعت‌سنج لیزری مشخص گردید. مقدار جذب انرژی و جذب انرژی ویژه عبور پرتابه به عنوان معیاری برای مقایسه کارایی بالستیک پنل‌های مختلف تعیین گردید. نتایج نشان داد از میان چهار نمونه مورد بررسی، پنل حاوی یک درصد نانولوله کربنی بیشترین جذب انرژی و مقاومت بالستیکی را دارا است.
محمدکاظم حسن زاده اقدم، محمد جواد محمودی، هوشنگ برخورداری،
دوره ۱۷، شماره ۹ - ( ۹-۱۳۹۶ )
چکیده
در این پژوهش با استفاده از مدل میکرومکانیکی بر مبنای سلول واحد اثرات اندازه‌ی نانولوله کربنی بر خواص موثر الاستیک نانوکامپوزیت‌های هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی بررسی میشود. این نوع نانوکامپوزیت هیبریدی از نانولوله کربنی، فیبر کربن، زمینه پلیمری و فاز میانی ناشی از برهمکنش غیر پیوندی واندروالس بین زمینه و نانولوله کربنی تشکیل میشود. ویژگی ساختاری جدید نانوکامپوزیت هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی بگونه‌ای است که نانولولههای کربنی همراستا بصورت شعاعی بر سطح فیبر کربن رشد داده شده‌اند. نانولوله‌ی کربنی و فیبر کربن بعنوان یک ماده ایزوتروپیک عرضی مدل میشوند در حالی که زمینه پلیمری و فاز میانی ایزوتروپ فرض میشوند. اثرات اندازه‌ی نانولوله کربنی بر رفتار کلی نانوکامپوزیت زمینه پلیمری، فیبر فازی کامپوزیتی و کامپوزیت هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. نتایج نشان میدهد که اندازه‌ی نانولوله کربنی بر خواص موثر عرضی نانوکامپوزیت هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی دارای اهمیت بیشتری میباشد. فهمیده شد که خواص موثر عرضی نانوکامپوزیت هیبریدی با افزایش اندازه‌ی شعاع نانولوله کربنی بهبود مییابد. همچنین این مدل میکرومکانیکی بمنظور بررسی اثرات فاز میانی بر رفتار کلی نانوکامپوزیت زمینه پلیمری، فیبر فازی کامپوزیتی و کامپوزیت هیبریدی تقویت شده با فیبر فازی بکار گرفته میشود. نتایج خواص موثر الاستیک بدست آمده با مدل میکرومکانیکی حاضر برای کامپوزیت هیبریدی تطابق بسیار خوبی با دیگر تحقیقات نشان میدهد.
حبیب رمضان نژاد آزاربنی، حماد کشاورزپور،
دوره ۱۸، شماره ۵ - ( ۶-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله بر اساس مدل تیر اویلر برنولی به تحلیل پاسخ فرکانسی رزونانس اولیه نانولولههای کربنی تک لایه انحنادار رو بستر ویسکوالاستیک تحت بار حرارتی محوری در دو وضعیت دما پایین و دما بالا پرداخته شده است. معادلات دیفرانسیل جزئی غیرخطی حاکم بر رفتار دینامیکی نانولوله کربنی با در نظر گرفتن مود اول خمیدگی به فرم تابع سینوسی و استفاده از روش گالرکین برای تیر با شرایط مرزی گیردار در دو انتها به معادلات دیفرانسیل غیرخطی معمولی تقلیل داده شده است. برای محاسبه پاسخ فرکانسی نانولوله کربنی از روش مقیاس چندگانه استفاده شده و روابط تحلیلی برای ترسیم منحنیهای آن استخراج شده است. با در نظر گرفتن اثر پیش خمیدگی و تغییرشکل های بزرگ در نانولوله کربنی ترم‌های غیرخطی با توان دو و سه در معادلات حرکت ظاهر میشود. اثر تغییر دما در دو وضعیت دما بالا و دما پایین، ضرایب ویسکوالاستیک بستر ، دامنه انحنای اولیه و دامنه نیروی خارجی بر ویژگی‌های پاسخ فرکانس و اثر آن بر رشد یا زوال پدیده پرش پیشرو و پسرو مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل بیان می‌کند که این ضرایب اثرات قابل‌توجهی بر چگونگی تغییر پاسخ فرکانسی نانولولههای کربنی دارند.
پرویز قاسمی، امید رحمانی،
دوره ۱۸، شماره ۸ - ( ۹-۱۳۹۷ )
چکیده
آسیب در برابر ضربه، یکی از مهم‌ترین انواع آسیب‌ها در سازه‌های هوایی است که می‌تواند به‌دلایل مختلفی به‌وجود آید. از آن جمله می‌توان به ضربه‌های سرعت پایین مانند سقوط ابزار حین تعمیر و نگه‌داری اشاره نمود. با ترکیب آلیاژهای آلومینیوم با کامپوزیت‌ها سازه‌هایی به‌دست می‌آیند که ضمن داشتن وزن سبک‌تر، نسبت به آلیاژ یک‌پارچه آلومینیوم، مقاومت در برابر آتش و خواص خستگی بهتری دارند. این سازه‌ها که چندلایه‌های فلز – الیاف نامیده میشوند، به‌عنوان جایگزین مناسب برای آلومینیوم یک‌پارچه در سازه‌های هوافضا مطرح شده‌اند. در این پژوهش مقاومت در برابر ضربه سرعت پایین شارپی در چندلایه فلز – الیاف شیشه (گلار)، که توسط نانولولههای کربنی با درصدهای مختلف ۰,۱، ۰.۲، ۰.۳ و ۰.۵ تقویت‌شده‌اند، مورد بررسی قرار گرفته است. در این مطالعه، از روش آندایز برای آماده‌سازی سطح آلومینیوم استفاده شده است. نتایج حاصل از این بررسی نشان داد که با اضافه کردن نانولولههای کربنی چنددیواره به گلارها، جذب انرژی ضربه شارپی افزایش مییابد. بررسی‌ها نشان داد که بیشترین تقویت به‌ازای ۰.۳ درصد نانولوله کربنی و به میزان ۱۴.۳۶ درصد اتفاق می‌افتد. همچنین مقادیر مختلف نانولوله کربنی سبب ایجاد مدهای شکست متفاوت در سازه می-شود.
حبیب رمضان‌نژاد آزاربنی، حماد کشاورزپور،
دوره ۱۹، شماره ۱ - ( ۱۰-۱۳۹۷ )
چکیده
در این مقاله براساس مدل غیرخطی و غیرموضعی تیر اویلر برنولی به تحلیل اثر الاستیسیته سطح و میدان مغناطیسی بر پاسخ فرکانسی رزونانس اولیه و سوپرهارمونیک نانولوله کربنی تک‌لایه روی بستر ویسکوالاستیک تحت اعمال بارهای محوری مغناطیسی و دمایی و بار عرضی هارمونیک پرداخته شد. معادلات دیفرانسیل جزیی حاکم بر رفتار سیستم با استفاده از روش گالرکین به‌همراه تابع شکل مثلثاتی به معادله دیفرانسیل معمولی تقلیل یافته و با به‌کارگیری روش مقیاس زمانی چندگانه روابطی تحلیلی برای پاسخ فرکانسی نانولوله کربنی در دو حالت رزونانس اولیه و سوپرهارمونیک استخراج شده است. اثرات الاستیسیته سطح، تغییرات دما، میدان مغناطیسی و نسبت طول به قطر خارجی نانولوله کربنی بر پاسخ فرکانسی رزونانس اولیه و سوپرهارمونیک مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج حاصل از تحلیل منحنیهای پاسخ فرکانسی نشان میدهد که درنظرگرفتن اثر غیرخطی با توجه به مقادیر پارامترهای هندسی و مکانیکی مورد بررسی در این مقاله موجب بروز پدیده نامطلوب پرش به‌همراه ناحیه ناپایدار میشود. علاوه بر این الاستیسیته سطح، میدان مغناطیسی، کاهش تغییرات دما و افزایش نسبت طول به قطر خارجی اثری مثبت در کاهش شدت پدیده پرش و افزایش سطح پایداری سیستم دارند.
شیرین آدمی، امید رحمانی، پرویز قاسمی،
دوره ۱۹، شماره ۴ - ( ۱-۱۳۹۸ )
چکیده
امروزه ساختارهای ساندویچی در زمینه‌های بسیاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. شناخت رفتار این سازه‌ها و خواص مکانیکی آنها برای طراحی بهینه و درست مورد نیاز است. تیرهای ساندویچی به‌دلیل داشتن رویه نازک و همچنین هسته‌ای با سفتی کم در برابر بارهای محلی بسیار آسیب‌پذیر هستند. افزایش مقاومت خمشی رویه یکی از راه‌حل‌های کاربردی برای افزایش مقاومت تورفتگی ساختار ساندویچی است. نانولولههای کربنی به‌دلیل ساختاری که دارند دارای خواص مکانیکی بسیار خوبی هستند که افزودن آنها به ماتریس پلیمری سبب بهبود خواص مکانیکی پلیمر میشود. در این مقاله رفتار تورفتگی ساختار ساندویچی به صورت تئوری و تجربی مورد مطالعه قرار می‌گیرد. همچنین با استفاده از نرم‌افزار آباکوس، تورفتگی ساختار ساندویچی شبیه‌سازی میشود. مدول الاستیک رزین اپوکسی تقویت‌شده با نانولولههای کربنی با درصد جرمی‌های مختلف توسط ساخت و آزمون کشش نمونههای کامپوزیتی و همچنین با استفاده از تئوری موری- تاناکا به دست آمده است. تحقیقات نشان می‌دهند که افزودن نانولوله کربنی تا ۳/۰% جرمی، سبب بهبود مدول الاستیک کامپوزیت میشود. افزودن بیش از این مقدار سبب اُفت خواص مکانیکی میشود. نهایتاً نتایج بهدستآمده از حل تحلیلی و مدلسازی آباکوس با نتایج بهدستآمده از آزمون‌های تجربی برای رفتار تورفتگی ساختار ساندویچی با یکدیگر مقایسه شد. تطابق قابل قبولی بین نتایج بهدستآمده مشاهده شد.
علی جمشید، نادر وحدت آزاد،
دوره ۱۹، شماره ۸ - ( ۵-۱۳۹۸ )
چکیده
در این پژوهش فلاتر بال کامپوزیتی تقویت‌شده با نانولولههای کربنی به همراه یک جرم افزوده گسترده تحلیل و ارایه میشود. بال به شکل یک ورق مستطیلی با شرایط مرزی یکسر گیردار مدل شده است. برای تخمین میدان جابجایی ورق نسبتاً ضخیم تئوری برشی مرتبه اول و چندجمله‌ای‌های چبیشف اعمال شده است. در شبیه‌سازی اثر جریان هوای فراصوت از تئوری مرتبه اول پیستون استفاده و معادله دیفرانسل حاکم بر سیستم با استفاده از اصل همیلتون استخراج شده است. در این بررسی چهار نوع مختلف توزیع نانولوله کربنی در راستای ضخامت در نظر گرفته شده است. این توزیع‌ها به‌صورت یکنواخت، کاهشی، کاهشی- افزایشی و افزایشی- کاهشی هستند. در نهایت اثرات اندازه، جرم و محل جرم توزیع‌شده و همچنین اثرات الگوهای مختلف توزیع نانولوله کربنی و زاویه جهت‌گیری الیاف برای یک کامپوزیت دو لایه پاد متقارن روی مرزهای فلاتر بال کامپوزیتی تقویت‌شده با نانولوله کربنی مطالعه شده است. در مقایسه‌هایی که با نتایج پژوهشهای پیشین صورت پذیرفت تطابق خوبی مشاهده شد. نتایج نشان دادند که مرز فلاتر بال با افزایش نسبت جرمی، کاهش و با بیشترشدن طول جرم افزوده، افزایش مییابد. با زیادشدن زاویه جهت‌گیری الیاف نانولوله کربنی در کامپوزیت پادمتقارن مرز فلاتر افزایش مییابد و برای الگوهای توزیع مختلف رفتار متفاوتی خواهد داشت.
سیدمهدی حسینی‌فراش، جلیل رضایی‌پژند، محمود شریعتی، محمدعلی امین‌یزدی،
دوره ۲۰، شماره ۳ - ( ۱۲-۱۳۹۸ )
چکیده
در این تحقیق، پایداری ایروترموالاستیک صفحات کامپوزیتی زمینه پلیمری دارای الیاف در معرض جریان هوای فراصوت، بررسی شده است. اثر افزودن نانولوله کربنی بر خواص ترمومکانیکی ماده زمینه به روش تجربی تعیین شد. مدول یانگ و ضریب انبساط حرارتی پلیمر خالص و پلیمر تقویت‌شده با نانولولههای کربنی به کمک انجام آزمون کشش و دیلاتومتری تعیین شد. سپس به کمک روابط میکرومکانیکی هالپین- تسای اصلاح‌شده، خواص مکانیکی و حرارتی پلیمر تقویت‌شده با الیاف شیشه و کربن محاسبه شد. یک صفحه کامپوزیتی چهارلایه مستطیل‌شکل دارای تکیه‌گاه‌های ساده در معرض جریان هوای فراصوت در نظر گرفته شد و به کمک اصل همیلتون، معادلات حاکم بر حرکت آن استخراج شد. از تئوری خطی پیستون برای تعیین توزیع فشار وارد بر صفحه بهره گرفته شد. از روش گلرکین برای حل معادلات استفاده شد و اثر افزودن نانولوله کربنی به زمینه پلیمری بر سرعت بحرانی فلاتر صفحات لایه‌ای در حالتی که صفحات دارای الیاف شیشه یا کربن باشند، مورد مطالعه قرار گرفت. مساله در نسبت طول به عرض‌های مختلف برای صفحه بررسی شد و اثر افزایش دما بر تغییر مرز ناپایداری ایروالاستیک صفحات بررسی شد. نتایج حاکی از آن بود که با افزایش نسبت طول به عرض صفحه، افزودن نانولوله کربنی تاثیر بیشتری بر افزایش مرز پایداری ایروالاستیک این صفحات دارد. درصد این افزایش برای صفحات تقویت‌شده با الیاف شیشه بیشتر از صفحات تقویت‌شده با الیاف کربن بود. همچنین می‌توان گفت که با افزایش دمای صفحه، افزودن نانولوله کربنی درون رزین‌اپوکسی تاثیر کمتری بر گسترش ناحیه پایداری صفحات دارد.
علی عباسی، مهدی مندعلی،
دوره ۲۰، شماره ۴ - ( ۱-۱۳۹۹ )
چکیده
در این پژوهش رفتار مکانیکی- حرارتی پلیمرهای تقویت‌شده با نانولوله کربنی ساده با استفاده از یک روش تحلیلی مبتنی بر مدلسازی مکانیک نیمه‌پیوسته مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور یک المان حجمی نماینده از پلیمر تقویت‌شده با نانولوله استوانهای شکل با تقارن چرخه‌ای استفاده میشود که در آن تقویت‌کننده نانولوله در مقیاس نانو و پلیمر اطرافش به‌صورت محیط پیوسته مدل شده‌اند. واردنمودن شرایط متقارن چرخه‌ای در فرآیند حل مساله سبب هماهنگی هرچه بیشتر نتایج تحلیلی با شرایط واقعی میشود. فاز میانی بین نانولوله و پلیمر نیز با تنش‌های بین سطحی و خواص مکانیکی برگرفته از اثر نیروهای واندروالسی موثر بین اتم‌های نانولوله و پلیمر مدلسازی میشود. به‌طور کلی تنش‌های پسماند حرارتی در نانوکامپوزیت‌های پلیمری به‌دلیل اختلاف قابل توجه بین ضریب انبساط پلیمر و نانولوله به وجود می‌آید. در مقاله حاضر ابتدا مدلسازی نیمه‌پیوسته توضیح داده شده است و سپس نقش برخی پارامترهای موثر بر تنش‌های پسماند حرارتی نظیر نسبت حجمی، نسبت منظری و دما مورد مطالعه قرار گرفته است. اگرچه بر اساس برخی از تحقیقات موجود درمقیاس ماکرو به نظر می‌رسد که افزودن نانولولهها به پلیمر سبب کاهش ضریب انبساط نانوکامپوزیت و در نتیجه کاهش تنش‌های پسماند حرارتی آن خواهد بود، لکن نتایج این تحقیق نشان میدهد که با انتخاب نامناسب برخی پارامترها نظیر نسبت حجمی و منظری نانولوله و نیز تغییر دما، تنش‌های پسماند حرارتی بین نانولوله و پلیمر زیاد میشود که این امر می‌تواند باعث تضعیف استحکام نهایی ماده پلیمری شود.
دوره ۲۰، شماره ۵ - ( ۹-۱۳۹۹ )
چکیده
پژوهشهای فراوانی در جذب و محافظت در برابر امواج الکترومغناطیسی، به منظور کاهش اثرات مضر تابش الکترومغناطیسی بر محیط زیست انجام شده است. برای جلوگیری از نفوذ امواج الکترومغناطیس محافظهایی با رسانندگی بالا استفاده میشود. یک روش مناسب و مفید جهت دستیابی به مواد محافظتی در برابر امواج الکترومغناطیسی، افزودن مواد کربنی رسانا شامل الیاف کربن، رشتههای کربنی و نانولولههای کربنی است. نانولولههای کربنی به دلیل داشتن ساختارهای لولهای شکل دو بعدی و رسانایی بالا میتوانند به آسانی شبکه رسانایی را درون زمینه یک ماده تشکیل دهند و همین امر باعث میشود که محیط، تراوایی الکتریکی بالایی داشته باشد. بنابراین، افزایش تلفات دیالکتریک منجر به تلفات بازتاب امواج الکترومغناطیس میشود. لذا حضور نانولولههای کربنی در ماده جاذب باعث بهبود خواص جذب امواج الکترومغناطیسی میشود.
در این پژوهش خواص جذب امواج الکترومغناطیس کامپوزیت سیمان و نانولولههای چندجداره عاملدار کربوکسیل با اشکال مختلف کایرال، زیگزاگ و آرمچیر با دو روش اتصال کوتاه موجبر و بار موجبری تطبیق شده مطالعه میشود. تأثیر شکل MWCNT و ضخامت نمونه بر روی خواص جذب موج الکترومغناطیسی در رنج فرکانسی GHz ۱۲-۸ با روش اتصال کوتاه موجبر و بار موجبری تطبیق شده مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نمونهها در دو ضخامت mm ۶ و۳ تهیه و مقدار نانولوله اضافه شده wt% ۱/۰ میباشد. اضافه کردن wt% ۱/۰ نانولوله، عملکرد جذب ملات سیمان را در رنج فرکانسی GHz ۱۰-۸ افزایش میدهد. با افزایش ضخامت از mm ۳ به mm ۶، پهنای باند فرکانس اتلاف بازتاب برای کامپوزیتهای MWCNT / سیمان افزایش مییابد، اما تعداد قلهها کاهش مییابد. با مقایسه نتایج جذب امواج نمونهها با دو روش مختلف استباط میشود که جذب امواج نمونههای با ضخامت mm ۳ با روش بار تطبیقی بهتر از روش اتصال کوتاه بدون استفاده از بار تطبیقی میباشد. در حالی که در نمونههای با ضخامتmm ۶ چندان تفاوتی حاصل نمیشود. همچنین در روش اتصال کوتاه جذب امواج توسط نمونههای کامپوزیت با ضخامت mm ۳ در فرکانسهای کمتر از GHz ۵/۱۰ بهتر عمل کرده است، در حالی که در روش بار تطبیقی در فرکانسهای بیشتر از GHz ۵/۱۰، نمونههای کامپوزیت جذب بهتری داشتهاند. علاوه برآن، جذب امواج نمونههای کامپوزیت با ضخامت mm ۶ با روش اتصال کوتاه در فرکانسهای کمتر و با روش بار تطبیقی در فرکانسهای بیشتر نتایج بهتری را نشان میدهد. علاوه بر این، رفتار جذب نمونه کایرال با ضخامت mm ۶ با دو نمونه دیگر متفاوت است، زیرا نانولولههای کایرال نامتقارن و نانولولههای زیگزاگ و آرمچیر متقارن هستند. تجزیه و تحلیل ساختاری و مورفولوژی سطح کامپوزیتهای سیمان / MWCNT با اشکال مختلف با استفاده از روش میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) بررسی شده است. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی کامپوزیت سیمان/ نانولوله چندجداره عاملدار کربوکسیل پراکندگی نانولولهها در کامپوزیت را نشان میدهد. اتصال نانولولهها به یکدیگر و سیمان منجر به کاهش حفرهها و تشکیل شبکه رسانای منطقهای میشود. در نتیجه هدایت الکتریکی افزایش یافته و میدان الکترومغناطیسی در این شبکه تضعیف میشود.
