hengameh
30th July 2010, 06:36 PM
پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت، با بررسي ساختارهاي نانومتري، روشي را براي افزايش عملکرد وسايل الکترونيکي معرفي کردند.
به گزارش سرويس پژوهشي ايسنا، نحوه پاسخ نانوكامپوزيت‌هاي مورد استفاده در وسايل الکترونيکي، به بارهاي احتمالي وارد به آنها، موجب عملکرد متفاوت اين مواد مي‌شود. با شناخت صحيح اين پاسخ‌ها، مي‌توان عملکرد وسايل الکترونيکي را بهبود داد. محققان دانشگاه علم و صنعت ايران پژوهشي را در اين زمينه انجام داده‌اند.
سيد محمد هاشمي‌نژاد، هدف از انجام اين پژوهش را «به دست آوردن پاسخ مکانيکي نانوکامپوزيت‌ها، تحت بار ديناميکي پايدار»، بيان کرد و افزود: «در اين تحليل، اثرات کوچک شدن ناهمگني‌ها (نانوالياف) در رفتار مکانيکي سازه‌هايي که متشکل از اين ناهمگني‌ها هستند مورد بررسي قرار گرفته‌است. تا چندي پيش، با در نظر نگرفتن اين اثر در حل مسائل، رفتار سازه‌ها مستقل از اندازه ناهمگني‌ها بود، اما با وارد کردن صحيح اين اثر، مشاهده مي‌شود که رفتار سازه‌ها به صورت محسوسي به اندازه ناهمگني‌ها (شعاع نانوالياف) وابسته است.»
وي براي اين کار، ابتدا روابط مورد نياز براي اثرات سطح در مقياس نانو را به دست آورده، سپس با استفاده از حالت تحليلي موجود، حالت ناهمگني مواد (در حالتي که اثرات سطح در نظر گرفته نشده است) را بررسي و حل كرده است. در اين حل، پاسخ يک ماده نانوکامپوزيتي، بدون در نظر گرفتن اثرات سطح به دست آمده است. در ادامه، با استفاده از روابط موجود و شرايط مرزي اثرات سطح، مساله را دوباره حل کرده و به اين ترتيب حل کامل مسئله به‌دست آمده‌است.
هاشمي‌نژاد براي بررسي درستي نتايج موجود، چند مثال براي نمونه حل كرده که در اين مثال‌ها، ماده‌ي زمينه آلومينيوم فرض شده است.
وي نتايج اين پژوهش را به صورت تحليلي و عددي ارايه کرده است. در نتايج عددي، مقادير سرعت گسترش و ضعيف شدن امواج فشاري و برشي در ماده نانوکامپوزيت (با زمينه‌ي آلومينيومي(، استخراج شده است. اين نتايج، براي دو گونه فيبر سخت و نرم به‌طور جداگانه محاسبه شده است. همچنين دامنه‌ي وسيعي براي فرکانس موج ورودي در نظر گرفته شده‌است. علاوه بر اين، نتايجي براي خواص موثر ديناميکي نانوکامپوزيت ارايه شده است.
نکته قابل توجه اين است که نتايج به‌دست آمده، در هر مثال عددي با مثال حل شده متناظر که در آن اثرات سطح در نظر گرفته نشده بود مقايسه شده و مشخص شده که اثرات سطح، مقادير تنش را به‌صورت محسوسي براي شعاع‌هاي کمتر از 20 نانومتر تغيير مي‌دهد. البته اين تغيير وابسته به نوع فيبر، درصد حجمي آن در نانوکامپوزيت، فرکانس موج ورودي و نوع موج (فشاري يا برشي) است. به‌طور خلاصه، وابستگي نتايج به اندازه فيبر، در فيبر نرم با درصد حجمي بيشتر مشهودتر است.
استاد دانشگاه علم و صنعت در ادامه گفت: «در پژوهش‌هاي اخير، اثرات سطحي براي نانوکامپوزيت‌ها در پاسخ به بارهاي استاتيکي، مورد بررسي قرار گرفته بود؛ اما در اين پژوهش پاسخ اين سازه‌ها به بارهاي ديناميکي پايدار مانند گسترش پايدار امواج بررسي شده است.»
جزئيات اين پژوهش که با راهنمايي دکتر رضا عوض‌محمدي انجام شده، در مجله Composites Science and Technology )جلد 69، صفحات 2546- 2538، سال2009) منتشر شده است.
به گزارش سرويس پژوهشي ايسنا، نحوه پاسخ نانوكامپوزيت‌هاي مورد استفاده در وسايل الکترونيکي، به بارهاي احتمالي وارد به آنها، موجب عملکرد متفاوت اين مواد مي‌شود. با شناخت صحيح اين پاسخ‌ها، مي‌توان عملکرد وسايل الکترونيکي را بهبود داد. محققان دانشگاه علم و صنعت ايران پژوهشي را در اين زمينه انجام داده‌اند.
سيد محمد هاشمي‌نژاد، هدف از انجام اين پژوهش را «به دست آوردن پاسخ مکانيکي نانوکامپوزيت‌ها، تحت بار ديناميکي پايدار»، بيان کرد و افزود: «در اين تحليل، اثرات کوچک شدن ناهمگني‌ها (نانوالياف) در رفتار مکانيکي سازه‌هايي که متشکل از اين ناهمگني‌ها هستند مورد بررسي قرار گرفته‌است. تا چندي پيش، با در نظر نگرفتن اين اثر در حل مسائل، رفتار سازه‌ها مستقل از اندازه ناهمگني‌ها بود، اما با وارد کردن صحيح اين اثر، مشاهده مي‌شود که رفتار سازه‌ها به صورت محسوسي به اندازه ناهمگني‌ها (شعاع نانوالياف) وابسته است.»
وي براي اين کار، ابتدا روابط مورد نياز براي اثرات سطح در مقياس نانو را به دست آورده، سپس با استفاده از حالت تحليلي موجود، حالت ناهمگني مواد (در حالتي که اثرات سطح در نظر گرفته نشده است) را بررسي و حل كرده است. در اين حل، پاسخ يک ماده نانوکامپوزيتي، بدون در نظر گرفتن اثرات سطح به دست آمده است. در ادامه، با استفاده از روابط موجود و شرايط مرزي اثرات سطح، مساله را دوباره حل کرده و به اين ترتيب حل کامل مسئله به‌دست آمده‌است.
هاشمي‌نژاد براي بررسي درستي نتايج موجود، چند مثال براي نمونه حل كرده که در اين مثال‌ها، ماده‌ي زمينه آلومينيوم فرض شده است.
وي نتايج اين پژوهش را به صورت تحليلي و عددي ارايه کرده است. در نتايج عددي، مقادير سرعت گسترش و ضعيف شدن امواج فشاري و برشي در ماده نانوکامپوزيت (با زمينه‌ي آلومينيومي(، استخراج شده است. اين نتايج، براي دو گونه فيبر سخت و نرم به‌طور جداگانه محاسبه شده است. همچنين دامنه‌ي وسيعي براي فرکانس موج ورودي در نظر گرفته شده‌است. علاوه بر اين، نتايجي براي خواص موثر ديناميکي نانوکامپوزيت ارايه شده است.
نکته قابل توجه اين است که نتايج به‌دست آمده، در هر مثال عددي با مثال حل شده متناظر که در آن اثرات سطح در نظر گرفته نشده بود مقايسه شده و مشخص شده که اثرات سطح، مقادير تنش را به‌صورت محسوسي براي شعاع‌هاي کمتر از 20 نانومتر تغيير مي‌دهد. البته اين تغيير وابسته به نوع فيبر، درصد حجمي آن در نانوکامپوزيت، فرکانس موج ورودي و نوع موج (فشاري يا برشي) است. به‌طور خلاصه، وابستگي نتايج به اندازه فيبر، در فيبر نرم با درصد حجمي بيشتر مشهودتر است.
استاد دانشگاه علم و صنعت در ادامه گفت: «در پژوهش‌هاي اخير، اثرات سطحي براي نانوکامپوزيت‌ها در پاسخ به بارهاي استاتيکي، مورد بررسي قرار گرفته بود؛ اما در اين پژوهش پاسخ اين سازه‌ها به بارهاي ديناميکي پايدار مانند گسترش پايدار امواج بررسي شده است.»
جزئيات اين پژوهش که با راهنمايي دکتر رضا عوض‌محمدي انجام شده، در مجله Composites Science and Technology )جلد 69، صفحات 2546- 2538، سال2009) منتشر شده است.