繊維は現在、ほぼすべての産業で使用されており、航空宇宙、スポーツ、エネルギー、ヘルスケアなどに見られます。 その結果、科学者たちは長い間、より強力で優れた繊維の開発に取り組んできました。
最近、研究者らは、ローワン大学米国では、これまでに作成された中で最も強力なポリマー繊維を作成しようとしています。 プロジェクトのリーダーであるビンス・ビーチリー博士は、彼らのチームは使用される大規模な「スーパーファイバー」を作成したいと述べた。 この繊維は製品の強度を高めるためにさまざまな分野で使用されます。
ビーチリー氏のチームは最近、米国国立科学財団から523米ドル000（約334万元）の助成金を受け取ったと報告されており、この助成金は今後3年間の研究と技術改善に使用される予定である。 同チームは、特定の繊維に対するさまざまな熱、温度、伸縮力の影響を体系的に研究した最初の研究者です。 その後、大規模な実験を実施し、数学的モデルを作成します。
より微細なレーザー、より強力なファイバー
実際、人間の髪の毛の幅の約 1/200 であるこのプロジェクトの極細ナノファイバーをレーザーを使用して加熱するというアイデアを最初に思いついたのは、ローワン大学の研究助手マットでした。 「マットはまた、レーザー加熱装置を組み立て、研究資金に必要な予備データを収集しました」とビーチリー博士は思い出します。
レーザービームからの熱によりナノファイバーが柔軟になり、ファイバーが伸びて分子が鎖状に配置されることが知られています。 その後、研究者らは繊維を急速に冷却して分子を所定の位置に固定し、極細繊維を強化する必要があります。 ストランド。 これに基づいて、研究者らは、ナノファイバーは体積に対する表面積の比が高いため、より速い加熱と冷却が可能になるため、より太い繊維よりも強度が高い可能性があると考えています。
以前の実験では、研究者は繊維を柔らかくするために発熱体や溶剤を使用しました。 操作の細かさとファイバーの破損率は満足のいくものではありませんでしたが、レーザー技術はこれらの欠点を回避できます。レーザーの精度に基づいて、研究者は各ファイバーを素早く走査し、1 ミリメートルほどのファイバーを連続的に加熱および冷却することができます。繊維の破損が大幅に減少しました。
革新的というより革新的
上記の技術に加えて、研究者らは、大きな発展の可能性を秘めたもう一つの研究結果、ビーチリー博士の10年間の研究開発と改良の末に最終的に形成された軌道システムも適用する予定である。 織機の自動化に少し似たトラック システムは、レーザーで束をセグメントごとに加熱しながら、各ファイバーを保持し、移動し、引き伸ばします。
ビーチリー教授はこの軌道システムを非常に誇りに思っており、「単一のレーザー源を使用して 1 分間に数千本の光ファイバーを処理することもできる」と述べています。 これは、ナイロン、ポリエステルなど、ポリエチレン、カーボンなど、多くの種類の繊維を同時に設計できることを意味します。 ビーチリー博士は現在、生物医学で使用するための生分解性ポリ乳酸 (PLA) 繊維の開発に取り組んでいます。この繊維を強化すれば、体内での薬物の吸収と放出を助けることができます。
の祝福があると信じていますレーザー技術、小さな繊維の体が大きなエネルギーを放出し続けます。
