شیشه ای که خودش ترمیم می شود
لینک وبسایت: دانشمندان شکلی جدید از شیشه را ابداع نموده اند که می تواند بعد از لطمه دیدگی توسط تابش اشعه گاما باردیگر به هم بپیوندد و خودرا ترمیم کند.
به گزارش لینک وبسایت به نقل از ایسنا، پژوهشگران مشاهده نمودند که لایه های شیشه کالکوژنید با نقص های ناشی از اشعه گاما به تدریج در دمای اتاق باردیگر ترمیم می شوند و بدون هیچ مداخله ای به حالت یکپارچگی ساختاری اصلی خود باز می گردند.
این کشف که توسط مهندس میونگکو کانگ از دانشگاه آلفرد(Alfred) در ایالات متحده انجام شد، ماده ای را نشان میدهد که می تواند در مکان هایی مانند فضا، یعنی جایی که تشعشعات گاما بطور مداوم در جریان است، یا تأسیسات رادیواکتیو که در آن سنسورهای مقاوم در مقابل تشعشع تفاوت زیادی ایجاد می کنند، واقعا مفید باشد.
کاتلین ریچاردسون فیزیکدان دانشگاه سنترال فلوریدا می گوید: مردم بطور فزاینده ای به شیشه هایی روی می آورند که شفافیت نوری مشابهی با بلورهایی مانند ژرمانیوم دارند که می توان آنها را جهت استفاده در کاربردهای مختلفی مهندسی کرد. این شیشه ها در سیستم هایی که جامعه بدنبال جایگزین هایی برای تعدادی از راهکارهای بلوری است که در گذشته استفاده می شده اند، حالا بیشتر و بیشتر استفاده می شوند.
شیشه یک ماده بسیار عجیب و از جنبه های مختلف بسیار مفید می باشد. شیشه های کالکوژنید که حاوی گوگرد، سلنیوم، تلوریوم یا پلونیوم هستند به شکلی با نور در تعامل هستند که آنها را برای دستگاه های نوری، خصوصاً در عرصه سنجش طیف فروسرخ مفید می سازد.
کانگ و همکارانش با بهره گیری از مقادیر بسیار دقیقی از گوگرد، ژرمانیوم و آنتیموان، این شیشه را جهت استفاده در مدارهای ماهواره ای ساختند.
ریچاردسون می گوید: اکسیژن در این شیشه حذف گردیده است و این چیزی است که آنرا برای نور فروسرخ خاص می کند. این شیشه از عناصر انتهای سمت راست جدول تناوبی تولید شده اند و هنگامی که به یکدیگر متصل می شوند، مواد بسیار شفاف در طیف فروسرخ اما با اتم های بسیار بزرگ و پیوندهای ضعیف می سازند.
این شیشه ها باید تحت فشارهایی که ممکنست در وضعیت عملیاتی در معرض آن قرار گیرند، آزمایش شوند که یکی از آنها برای محیط های فضایی با تابش تشعشعات گاما است.
ما در اینجا در سطح زمین در معرض پرتوهای گامای فضایی نیستیم، برای اینکه جو زمین به عنوان یک سپر بسیار مؤثر عمل می کند، اما واپاشی رادیواکتیو ایزوتوپ های عنصری خاص می تواند تابش گاما تولید نماید.
محققان برای قرار دادن نمونه های خود در معرض نور بسیار پرانرژی، نمونه های خودرا در تابش هایی قرار دادند که از کبالت-۶۰ که یک شکل مصنوعی از کبالت رادیواکتیو است، استفاده کردند. قرار گرفتن در معرض این تابش با تحریف پیوندهای ضعیف بین اتم ها، نقص هایی میکروسکوپی در شیشه ایجاد کرد. سپس شیشه در وضعیت دمایی اتاق قرار گرفت و مشاهده شد که تا ۳۰ روز بعد، شیشه بهبود یافته بود و در حقیقت خودش را ترمیم کرده بود.
ریچاردسون می گوید: از آنجا که آنها اتم های بزرگ و پیوندهای ضعیفی هستند، با گذشت زمان، این پیوندها می توانند آرام و اصلاح شوند و در نتیجه بهبود پیدا کنند. بدین سبب مفهوم شیشه خود ترمیم شونده این است که وقتی در آزمایش های ما در معرض تابش پر انرژی قرار می گیرد، این پیوندها مخدوش یا شکسته می شوند و سپس با گذشت زمان در دمای اتاق، این پیوندها ترمیم می شوند تا ساختارها بتوانند خودرا اصلاح کنند.
پتانسیل این ابداع بسیار جالب است. به عنوان مثال شکلی از آن در آینده می تواند روزی به عنوان یک سنسور تشعشعی بادوام و برگشت پذیر برای محیط های خشن استفاده گردد.
این تیم امیدوار است که این شیشه را بیشتر توسعه دهد و از آن به عنوان سکوی پرشی برای ساخت شیشه های دیگری که توانایی خود ترمیمی مشابهی دارند، بهره گیرند.
کانگ می گوید: در حرکتی رو به جلو، هدف گروه تحقیقاتی جدید من توسعه سرامیک های جدید ناشی از تابش همراه با روش های اندازه گیری ریزساختاری و نوری درجا به عنوان مسیری برای تحقق سکوهای نوری سبک وزن فوق العاده سریع است. پژوهش های من تحت موضوع یکپارچه اثرات تابش در سرامیک های کالکوژنیدی چنین نتیجه موثری را به دست آورده است.
این پژوهش در مجله Materials Research Society انتشار یافته است.
منبع: لینك وبسایت
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب