ارائه مدلی برای پیش‌بینی رفتار نانوکامپوزیت‌ها با درصد خطای کمتر

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از روابط عمومی ستاد نانو،‌ در سال‌های اخیر، پلیمرهای تقویت‌شده با نانوذرات مورد توجه پژوهشگران بی‌شماری قرار گرفته است. لذا پیش بینی صحیح مدول الاستیسیته پلیمر تقویت شده با نانوذرات موضوع مهمی است که نیاز به انجام آزمایش‌ها را کاهش داده و در نتیجه منجر به کم شدن هزینه‌های آزمایشگاهی مربوطه می‌شود.

به گفته دکتر سعید صابر سمندری، عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، مهم‌ترین هدف این پژوهش پیش‌بینی صحیح مدول الاستیسیته نانوکامپوزیت‌های پلیمری با استفاده از روش‌های المان محدود و با کمترین درصد خطا نسبت به مقادیر آزمایشگاهی بوده است.

وی در خصوص اهمیت نتایج این تحقیق عنوان کرد: «در کامپوزیت‌ها (بدون حضور نانوذرات) پدیده جدایش(debonding) بین فاز تقویت‌کننده و زمینه پلیمری اهمیت چندانی ندارد و فرض تماس ایده‌آل در عمده موارد صحیح است. در مدل‌های تئوری ارائه شده در مطالعات قبل نیز، همواره فرض بر این بوده است که تماس مابین تقویت کننده در مقیاس نانو و ماتریس زمینه، از نوع تماس ایده‌آل است. در حالی که این فرض در نانوکامپوزیت‌ها همواره فرض صحیحی نیست. به گونه‌ای که عموماً مقادیر عددی اختلاف قابل توجهی را با مقادیر تجربی خصوصاً در درصدهای وزنی بالای نانوذرات دارا هستند».

به گفته این محقق در این طرح از ایده جدایش مابین نانوذره و ماتریس برای بهبود پیش‌بینی مقادیر مدول الاستیسیته عددی استفاده شده است.

به کمک مدل ارائه شده در این طرح می‌توان مدول عددی نانوکامپوزیت‌ها را با درصد خطای پایینی نسبت به مقادیر تجربی تخمین زد. طبق نتایج این پژوهش در نظر گرفتن جدایش، سبب شده تا درصد خطا بین مدول حاصل از نتایج آزمایشگاهی و مدول پیش‌بینی شده عددی از 27 درصد به 7 درصد کاهش یابد. در نتیجه نیاز به انجام آزمون‌های آزمایشگاهی به حداقل می‌رسد.

این تحقیقات حاصل تلاش‌های دکتر سعید صابر سمندری، دکتر مجتبی صدیقی، اعضای هیئت علمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر و مهدی حیدری میبدی، فارغ التحصیل کارشناسی ارشد از این دانشگاه است.