بررسی تغییرات خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های هیبریدی لایه ای کربن-آلومینیوم تحت بار خمشی با تقلید زیستی از ساختار الیاف بامبو

در این پژوهش با تکیه بر تقلید زیستی از ساختار کامپوزیت طبیعی بامبو، ارتقاء خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های هیبریدی لایه ای کربن-آلومینیوم، بررسی شده است. بدین منظور پس از بررسی ریزساختار بامبو، به کمک روش نمونه سازی سریع، قطعاتی بامبو گونه با ابعاد مشابه ساخته شده و تحت آزمون خمش چهار نقطه ای قرارگرفته اند. مشاهده شده که تنها با تغییر چیدمان الیاف بر اساس تقلید زیستی از بامبو، مدول خمشی تا بیش از 50 درصد دچار افزایش شده، فلذا امکان بهبود خواص با تقلید زیستی فراهم است و می توان صرفا با تغییر نحوه چینش الیاف، ضمن مصرف میزان الیاف کمتر به خواص مکانیکی بهتری دست یافت. ضمن آنکه با بهبود خواص کامپوزیت های حاوی الیاف ارزان قیمت شیشه به روش تقلید زیستی از کامپوزیت طبیعی بامبو، دستیابی به خواص سازه های گران تری نظیر آلیاژهای فلزی و کامپوزیت های حاوی الیاف کربن امکان پذیر خواهد بود. شایان ذکر است استفاده از تقلید زیستی می تواند هزینه ها را به طور چشمگیری کاهش دهد. همچنین، علاوه بر سبک سازی قطعات با طراحی بر اساس ساختار بامبو، به واسطه کاهش نیاز به مصرف الیاف، استفاده از نانوکامپوزیت های لایه ای به جای آلیاژهای فولادی، با حجم مشابه، نیز موجب کاهش وزن سازه می گردد.