تولید نانو کامپوزیت ضد گلوله STF در دانشگاه صنعتی امیر کبیر

امروزه نانوکامپوزیت ها در ساخت قطعات سبک در بسیاری از کاربردهای مهندسی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. آرزو فارسی فارغ التحصیل رشته مهندسی کامپوزیت دانشگاه صنعتی امیر کبیر توانست نانوکامپوزیت STF تولید کند که درساخت جلیقه های ضد گلوله کاربرد دارد.
آرزو فارسی، خواص ضربه ای را از مزایای این نانوکامپوزیت ها برشمرد و افزود: نانوکامپوزیت ها را می توان برای استفاده در بسیاری از اجزای سازه ها مانند خودرو، سازه های هوایی و دریایی به کار برد.
وی خاطرنشان کرد: بنابراین با توجه به کاربرد گسترده این مواد در ساخت اجزای مختلف و با توجه به این نکته که بسیاری از سازه ها طی دوره کاربری تحت بار ذره ای قرار می گیرند شناخت خواص ذره ای این مواد از سرعت کم تا زیاد، امری لازم و ضروری به شمار می رود.
این محقق جوان با بیان اینکه با تعیین خواص ضربه ای مواد کامپوزیتی و بهره گیری از آنها در طراحی، عملکرد سازه های کامپوزیتی در شرایط بارگذاری ضربه ای تعیین می شود، عنوان کرد: از طرفی مزیت بزرگ استفاده از الیاف اشباع شده از STF در کامپوزیت ها محافظت در مقابل اشیای نوک تیز خارجی مانند چاقو و به طور کلی سوراخ شدگی است.
وی گفت: در واقع STF خلل و فرج بین رشته های الیاف را پر می کند و آرایش الیاف را حفظ خواهد کرد که همین موضوع باعث افزایش استقامت رشته های الیاف می شود.
به گفته فارغ التحصیل رشته مهندسی کامپوزیت از دانشگاه امیرکبیر، عملکرد STF با نانو ذرات سرامیکی2 SIO در نانوکامپوزیت ها چنین است که در زمان برخورد ضربه، بیشتر انرژی ضربه توسط ذرات سرامیکی که گاهی با ترک خوردن و یا حتی شکستن ذرات همراه است گرفته شده و مابقی آن نیز توسط لایه الیاف گرفته می شود.
وی ادامه داد: در این پروژه از دو روش اولتراسونیک ( Ultrasonic) و همزمن مکانیکی برای ساخت STF (پراکنده ساختن ذرات نانو سیلیکا در پلی اتیلن گلیکول) استفاده شد و براساس نتایج آزمایش ها، نمونه های ساخته شده با روش اولتراسونیک، عملکرد بسیار مناسب تری در مقابل ضربه سرعت پایین از خود نشان می دهند.
فارسی اضافه کرد: نمونه های ساخته شده با روش اول، جذب انرژی بالاتر و عمق نفوذ پائین تری را در آزمون ضربه سرعت پائین در مقایسه با نمونه های روش دوم از خود نشان می دهند و در این نمونه ها همچنین افزایش درصد نانوسیلیکا در پلی اتیلن گلیکول و افزایش جرم کلی STF باعث بهبود عملکرد نمونه در مقابل ضربه سرعت پائین می شود.
وی یادآور شد: در همین راستا تحقیقاتی انجام داده ایم تا بتوانیم با ساخت نانو کامپوزیت های STF گام برداریم و در مواردی از آن استفاده کنیم.
به گفته این محقق جوان، با اینکه می توان از این کامپوزیت ها در تجهیزات بالستیک استفاده کرد ولی در این پروژه، تمرکز روی طراحی و ساخت جلیقه های ضد گلوله منعطف بوده است.
وی تصریح کرد: این موضوع در کشورهای دیگر به کار گرفته شده است و چین و هند در ساخت نانو کامپوزیت گام برداشته اند و ایران هم به اندازه این کشورها در ساخت نانوکامپوزیت ها پیشرفت داشته است.
این طرح تحقیقاتی از سوی ستاد ویژه توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری تایید شده است.

منبع:ستاد فناوری نانو