به نقل از «ایران اکونومیست»

حل یک مساله چالشی بزرگ به همت پژوهشگران دانشگاه شریف و تهران

تاریخ انتشار: ۱۱ آبان ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۳۲۰۶۵۷

دکتر «علیرضا مشفق» استاد دانشگاه صنعتی شریف با همکاری جمعی از پژوهشگران دانشگاه‌های شریف و تهران با حل یک مساله چالشی چندین ساله، موفق شد مقاله خود را در مجله معتبر «بررسی‌های فیزیک کاربردی» (Applied Physics Reviews ) منتشر کند.

به گزارش گروه علم و آموزش ایران اکونومیست، این مقاله با عنوان توصیف تراوش گرما و الکتریسیته در قالب یک نظریه واحد جهان‌شمول و ساخت نسل جدیدی از مواد مرکّب پیشرفته، با حل نظری و تجربی یک مساله چالشی چندین ساله در مورد تراوش گرما و الکتریسیته در مواد مرکّب (کامپوزیت)، اکنون نوید نسل جدیدی از مواد پیشرفته سبک‌وزن با رسانندگی الکتریکی و گرمایی بالا را می‌دهد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

نتایج این پژوهش در جدیدترین شماره (دسامبر ۲۰۲۲) مجله معتبر بررسی‌های فیزیک کاربردی (Applied Physics Reviews) به چاپ رسیده که به دلیل اهمیت آن، توسط سردبیران مجلّه به عنوان مقاله شاخص (Featured Article) برجسته شده است.

براساس گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی شریف، در این مقاله آمده است: بهبود خواص یک ماده از طریق افزودن مقادیر اندکی از یک یا چند ماده دیگر به آن و ساخت یک ماده مرکّب (کامپوزیت)، قدمتی به اندازه تاریخ بشر دارد. به عنوان مثال، می‌توان از کاهگل نام برد که در آن استحکام مکانیکی خاک رس از طریق افزودن کاه به خاک تقویت می‌شود یا فولاد ضد زنگ که در آن خواص فیزیکی و شیمیایی آهن از طریق افزودنی‌هایی نظیر کربن بهبود می‌یابد.

میزان بهبود خواص ماده مرکّب معمولاً به صورت مستقیم با مقدار ماده افزودنی متناسب است، امّا در این میان، رسانندگی الکتریکی مواد مرکّب ویژگی بسیار جالب و منحصر به فردی از خود نشان می‌دهد که به آن اصطلاحاً تراوش (percolation) می‌گویند. اگر به یک ماده ذاتاً عایق الکتریکی (نظیر اغلب پلیمرها و پلاستیک‌ها) مقادیری از یک ماده رسانای الکتریکی (مثلاً ذرات فلزی) اضافه شود، تا یک آستانه مشخصی از مقدار ماده رسانا (آستانه تراوش الکتریکی)، ماده مرکّب همچنان نارسانا باقی می‌ماند. اما با افزایش مقدار بارگذاری ماده رسانا و عبور از آستانه تراوش، ماده مرکّب به طور ناگهانی رسانا می‌شود.

برای توصیف این پدیده، مدل فیزیکی ساده و در عین حال قدرتمند و جهان‌شمولی به نام مدل تراوش وجود دارد که از مقیاس‌های زیراتمی تا ابعاد کیهانی صادق بوده و قادر به توصیف بسیاری از پدیده‌های طبیعی دیگر نظیر انتشار بیماری یا پخش شایعه در جامعه تا آتش‌سوزی جنگل‌ها و گسترش تومورهای سرطانی در بدن نیز هست.

باوجود مشابهت‌های فراوان میان فیزیک رسانش الکتریسیته و رسانش گرما در مواد، وجود یا عدم وجود آستانه تراوش گرمایی در مواد مرکّب چندین دهه است که به موضوع بحث داغ میان پژوهشگران تبدیل شده است. اغلب مطالعات تجربی انجام شده در این زمینه به این نتیجه رسیده‌اند که رسانش گرما در یک ماده‌ی ذاتاً رسانای ضعیف گرما، هیچگاه با افزودن یک ماده که رسانای خوب گرما باشد، بهبود نمی‌یابد.

مطالعات اندکی نیز که در آن‌ها بهبود رسانش گرما در مواد مرکّب گزارش شده است با مدل ساده تراوش قابل توصیف نیستند و این افزایش رسانندگی گرمایی را در مقادیر بارگذاری بسیار زیاد و غیرکاربردی (بیش از ۵۰ درصد وزنی ماده افزودنی) بدست آورده‌اند. همچنین برخی مطالعات نظری اساساً تراوش گرمایی در مواد مرکّب را نامحتمل دانسته‌اند.

حال در یک پژوهش پیشگامانه، گروهی از پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف، با تلاش نوید ساریخانی (دانشکده مهندسی مکانیک) و زهره عربشاهی (دانشکده فیزیک) به سرپرستی دکتر علیرضا مشفق (دانشکده فیزیک) و همکاری دکتر عباس‌علی صابری (دانشکده فیزیک، دانشگاه تهران)، موفق به طراحی، فرمول‌بندی و ساخت مواد مرکّب پیشرفته‌ای شدند که در آنها آستانه تراوش الکتریکی و گرمایی به طور همزمان و در بارگذاری‌های بسیار کم از ماده رسانا (کمتر از ۲ درصد وزنی) مشاهده می‌شود.

برای ساخت این مواد مرکّب از افزونه‌های نانوساختار (نانولوله‌های کربنی چنددیواره، گرافن و نیترید بور) در بستر پلیمری (پلی‌پروپیلن) استفاده شده است. این گروه پژوهشی همچنین یک نظریه واحد جهان‌شمول، در چارچوب یک مدل تراوش تعمیم‌یافته برای توصیف مشاهدات تجربی خود توسعه داده‌اند. مطابق این نظریه جدید، تراوش گرما در مواد مرکّب در کلاس جهانی مسایل تراوش با دو نمای بحرانی قرار می‌گیرد و از این نظر مشابه رسانش الکتریکی در الکترولیت‌ها یا شبکه‌ای از مقاومت‌های الکتریکی و خازن‌ها است.

 

چشم‌انداز وسیع‌تر این پژوهش، توسعه نسل جدیدی از مواد مرکّب سبک با رسانندگی الکتریکی و گرمایی قابل تنظیم و بالاست که می‌تواند کاربردهای متنوعی در صنایع هوایی، صنایع خودروسازی، پوشش‌های محافظ در مقابل جذب امواج الکترومغناطیس، بسته‌بندی قطعات الکترونیک، خمیرهای گرمایی و مواد ترموالکتریک داشته باشد.

نتایج این پژوهش در جلد ۹، شماره ۴ (دسامبر ۲۰۲۲) مجلّه معتبر بررسی‌های فیزیک کاربردی (Applied Physics Reviews) از انتشارات انستیتو فیزیک آمریکا (AIP) با ضریب تأثیر ۱۹.۵۳ (ضریب تأثیر پنج ساله ۲۰.۵۶) به چاپ رسیده است. 

اصل مقاله را اینجا مطالعه کنید.

 

  منبع: خبرگزاری ایرنا برچسب ها: دانشگاه صنعتی امیرکبیر ، مقاله نویسی ، استاد دانشگاه

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: دانشگاه صنعتی امیرکبیر مقاله نویسی استاد دانشگاه دانشگاه صنعتی مواد مرک ب تراوش گرما ماده رسانا ماده مرک ب یک ماده

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۳۲۰۶۵۷ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

گردهمایی بزرگ حجاج در استادیوم آزادی ‌/ بایدها ‌و نبایدهای حجاج

 این گردهمایی آئینی بیشتر به منظور آشنایی و آموزش اولیه با مناسک حج تمتع، هرسال پیش از اعزام‌ زائران به عربستان در مجموعه آزادی تهران برگزار می‌شود.

در این مراسم که صبح شنبه ۱۵ اردیبهشت‌ماه در استادیوم ۱۲ هزار نفری مجموعه آزادی تهران برگزار شد، علاوه‌بر جمعی از زائران اعزامی به حج ۱۴۰۳، نماینده ولی فقیه در امور حج و زیارت، مسئولان سازمان حج و زیارت و دیگر مقامات کشوری حضور داشتند و آخرین اطلاعات و راهنمایی‌ها را درباره این سفر معنوی به زائران ارائه کردند.

امسال حدود ۸۷ هزار نفر از ایران به حج واجب اعزام می‌شوند، که از این میان ۸۵ هزار نفر زائر و بقیه عوامل خدماتی حج هستند. اعزام زائران از ۲۳ اردیبهشت‌ماه آغاز می‌شود و برگشت زائران به کشور در تیرماه خواهد بود.

توصیه پلیس به زائران: اجازه خروج حتی یک گرم مواد مخدر را نمی‌دهیم

سرهنگ اسماعیل کشمیری ـ فرمانده پلیس فرودگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) در این همایش توجیهی- آموزشی زائران حج تمتع استان تهران، توصیه کرد که به قوانین کشورعربستان احترام بگذارند و از بردن برخی داروهای گیاهی همچون «شیرین بیان» به سرزمین وحی خودداری کنند.

او اضافه کرد: مواد اسیدی همچون آبلیمو، ترشیجات و... از دیگر موادی است که بردن آنها به کشورعربستان ممنوع است.

کشمیری با تاکید بر اینکه عربستان قوانین سختگیرانه‌ای درباره مواد مخدر دارد، گفت: ما در گیت‌های فرودگاه، نظارت سختگیرانه‌ای خواهیم داشت و اجازه خروج حتی یک گرم مواد مخدر را نخواهیم داد.

فرمانده پلیس فرودگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) افزود: طبق ماده ۱۷ قانون مبارزه با مواد مخدر، در صورت کشف مواد مخدر از زائر، آن فرد در مرحله اول یک تا ۵ سال و در مرحله دوم ۵ تا ۱۵ سال ممنوع‌الخروج خواهد شد.

کشمیری همچنین از زائران خواست که با نصب سامانه «پلیس من» از وضعیت مالیاتی خود اطلاع یابند تا در زمان خروج از کشور مشکل مالیاتی نداشته باشند.

فرمانده پلیس فرودگاه بین‌المللی امام خمینی (ره) همچنین به مدیران کاروان‌ها و زائران توصیه کرد مراسم بدرقه را در مساجد و حسینیه‌ها انجام دهند و محدودیت‌های فرودگاهی را در نظر بگیرند.

تورم و نرخ ارز مانع کاهش قیمت حج شد

سیدعباس حسینی ـ رئیس سازمان حج و زیارت ـ نیز در این اجتماع زائران اعزامی به حج تمتع 1403 اظهار کرد: در حج تمتع امسال ۸۷ هزار و ۵۵۰ زائر و عوامل اجرایی عازم سرزمین وحی هستند که در قالب حدود ۶۲۲ کاروان سازماندهی شده‌اند. سازمان حج و زیارت و بعثه مقام معظم رهبری در کنار هم برای اجرای یک حج آرام و همراه با معنویت نهایت تلاش خود را کرده‌اند.

او اضافه کرد: از این سهم حدود ۱۰۶ کاروان متشکل از ۱۵ هزار و ۶۰۰ نفر به حاجیانی از استان تهران اختصاص دارد.

رئیس سازمان حج و زیارت یادآور شد: کارکنان حوزه حج و زیارت با بهره‌گیری از امکانات موجود و برنامه‌ریزی مناسب برای تسهیل‌سازی خدمات اقدام کرده‌اند، به عنوان مثال در سال گذشته ایران نخستین کشوری بود که انتقال زائران را بین مکه و مدینه با قطار سریع‌السیر انجام داد.

حسینی بیان کرد: تمام تلاش ما برای تهیه اقلام تدارکاتی مطلوب و ارائه غذای با کیفیت و کمیت مطلوب به زائران توسط خادمان در سازمان حج و زیارت است.

رئیس سازمان حج و زیارت ادامه داد: در حوزه مسکن نیز هر چند محدودیت‌های خاصی وجود دارد، اما نهایت تلاش برای اجاره مسکن استاندارد برای زائران شده است و با برنامه‌ریزی و صرفه‌جویی در هزینه، حدود ۳۰۰ دلار کاهش قیمت نسبت به سال گذشته لحاظ شده است، که البته تغییر نرخ ارز و تورم مانع کاهش قیمت‌ها شد.

حجت الاسلام والمسلمین سیدعبدالفتاح نواب ـ نماینده ولی فقیه در امور حج و زیارت ـ نیز در این گردهمایی با بیان توصیه‌هایی به زائران به حج 1403، تاکید کرد که قرآن‌محوری و فهم کلام وحی را در حج در اولویت قرار دهند.

او اضافه کرد: در سال‌های گذشته زائرانی در طول برپایی مراسم حج جزء 30 قرآن را حفظ  و برخی در طواف‌های خود 30 جزء قرآن را ختم کردند که این اقدام بسیار با ارزشی است.

نواب در ادامه بر ضرورت همدلی و همبستگی میان زائران خانه خدا تأکید کرد و گفت: دشمنان پیوسته به دنبال تفرقه و اختلاف‌افکنی میان امت اسلام هستند و وحدت مسلمانان را بر نمی‌تابند. بنابراین امت اسلامی باید با همدلی و حفظ اتحاد، توطئه‌های دشمنان را خنثی کند.

نماینده ولی فقیه در امور حج و زیارت در ادامه بر لزوم حمایت از ملت مظلوم غزه از در مراسم حج تاکید کرد و افزود: شاهد هستیم که حتی دانشجویانی در جوامع غربی در حمایت از مظلومان غزه به میدان آمده‌اند.

او همچنین به زائران توصیه کرد در ایام مناسک حج از دروغ و جدال دوری  و تلاش کنند که اقتدار امت اسلام را با بیان سخن حق و برخورد متین حفط کنند.

این گردهمایی با اجرای نمادین مناسک حج تمتع با همراهی شماری از زائران حج امسال ادامه یافت. همایش توجیهی آموزشی حجاج تهرانی شنبه 15 اردیبهشت ماه 1403 در دو نوبت صبح و بعدازظهر برگزار شد.

منبع: خبرگزاری ایسنا