به گزارش تجارت نیوز، تصور کنید بدنه یک هواپیما یا خودرو پس از آسیب‌دیدگی، همانند پوست انسان، خودش را ترمیم کند و حتی به استحکامی بالاتر از قبل برسد. این ایده شاید تا چند سال پیش شبیه داستان‌های علمی–تخیلی بود، اما محققان آمریکایی موفق شده‌اند آن را به واقعیت تبدیل کنند. پژوهشگران دانشگاه تگزاس A&M و دانشگاه تولسا در آمریکا، با همکاری و حمایت مالی وزارت دفاع ایالات متحده، ماده‌ای نوآورانه ساخته‌اند که می‌تواند در صنایع هوافضا، دفاع و خودروسازی، انقلابی به پا کند.
معرفی ماده جدید
این محصول پیشرفته که کوپلی‌استر ترموست آروماتیک (ATSP) نام دارد، یک کامپوزیت پلاستیکی تقویت‌شده با فیبر کربن است. ویژگی منحصربه‌فرد آن، توانایی خودترمیمی با استفاده از گرما و بازیابی شکل اولیه حتی پس از تغییر شکل شدید است. از نظر استحکام، این ماده نه تنها با فولاد برابری می‌کند، بلکه چندین برابر قوی‌تر از آن و سبک‌تر از آلومینیوم است.
خودترمیمی به روش علمی دانشمند ایرانی
به گفته دکتر محمد نراقی، استاد مهندسی هوافضا و مدیر آزمایشگاه مواد نانوساختار دانشگاه تگزاس A&M، راز این توانایی خارق‌العاده در «شیمی تبادل پیوند» ATSP نهفته است. این ساختار شیمیایی باعث می‌شود که ترک‌ها و تغییر شکل‌ها تنها با اعمال گرما ترمیم شوند و ماده به استحکام اولیه یا حتی بالاتر بازگردد.
در آزمایش‌ها، محققان قطعات ATSP را تا ۳۲۰ درجه فارنهایت (۱۶۰ درجه سانتی‌گراد) گرم کردند تا فرآیند بازیابی شکل آغاز شود. نتیجه شگفت‌انگیز بود: نمونه‌ها صدها چرخه تنش و گرمایش را بدون شکست تحمل کردند و حتی پس از ترمیم، دوام بیشتری پیدا کردند.
آزمایش‌های ترمیمی و نتایج
در یک تست دیگر، قطعات آسیب‌دیده پس از فشار مکانیکی در معرض ۵۳۶ درجه فارنهایت (۲۸۰ درجه سانتی‌گراد) قرار گرفتند. پس از دو چرخه کامل ترمیم، ماده تقریباً به استحکام کامل خود بازگشت. حتی در چرخه پنجم که راندمان ترمیم به حدود ۸۰ درصد کاهش یافت، ساختار شیمیایی آن بدون تغییر باقی ماند.
کاربردهای بالقوه
این فناوری می‌تواند در آینده، هواپیماهایی با قابلیت ترمیم سریع در پرواز یا خودروهایی که پس از تصادف شکل اولیه‌شان را بازیابی می‌کنند به واقعیت بدل کند. این ویژگی نه تنها هزینه تعمیرات را کاهش می‌دهد، بلکه ایمنی مسافران را نیز به طور چشمگیری افزایش می‌دهد.
از سوی دیگر، ATSP به دلیل قابلیت بازیافت کامل و پایداری شیمیایی در چرخه‌های متعدد تغییر شکل، گزینه‌ای پایدارتر نسبت به پلاستیک‌های سنتی است و می‌تواند در کاهش ضایعات نقش مهمی ایفا کند.
اهمیت علمی و صنعتی
ATSP در دسته ویتریمرها قرار می‌گیرد؛ گروهی از پلیمرها که هم ویژگی انعطاف‌پذیری ترموپلاستیک‌ها و هم دوام ترموست‌ها را در خود دارند. وقتی این ساختار با الیاف کربن ترکیب می‌شود، نتیجه ماده‌ای است که چند برابر قوی‌تر از فولاد و در عین حال بسیار سبک‌تر است.
به نقل از IE، دستاورد اخیر محققان آمریکایی نه تنها یک پیشرفت علمی چشمگیر است، بلکه می‌تواند مسیر آینده مواد مهندسی را تغییر دهد. از صنایع دفاعی گرفته تا حمل‌ونقل عمومی، این فناوری راه را برای طراحی‌هایی باز می‌کند که پیش‌تر تنها در تخیل ممکن بودند. همان‌طور که دکتر نراقی تأکید کرده، این موفقیت نتیجه ترکیب علم، همکاری و نوآوری است و نشان می‌دهد که چگونه می‌توان ایده‌های جسورانه را به فناوری‌های کاربردی بدل کرد.
