کامپوزیت‌ها یکی از همین فرآورده‌های فناورانه به شمار می‌روند که در صنایع گوناگونی به کار می‌آیند. از صنعت پزشکی تا نظامی، نقش و ردی از کامپوزیت‌ها به چشم می‌خورد و با ورود نانوفناوری و شناخت قابلیت‌هایش، این رد و نشان پررنگ‌تر از گذشته شده است.

کامپوزیت‌ها تعاریف گوناگونی دارند و طیفی گسترده از مواد را شامل می‌شوند. اما به یک تعریف مشخص، موادی هستند که از آمیختن، به هم پیوستن، یا ترکیب دو با چند مواد دیگر، به شکل یک ساختار نو درآمده‌اند، با ویژگی جدیدی که با مجموع خواص اجزای تشکیل‌دهنده تفاوت دارد.

کامپوزیت از دو قسمت اصلی یک ماده زمینه‌ای و یک ماده تقویت‌کننده تشکیل می‌شود. ماده زمینه تقویت کننده را در بر می‌گیرد و تقویت‌کننده، به ساختار استحکام می‌بخشد.

از استخوان تا بدنه هواپیما زیر سایه کامپوزیت

کامپوزیت‌های طبیعی پیرامون ما کم نیستند. استخوان، ماهیچه، چوب و دیگر بافت‌های با خاصیت و ویژگی‌های یاد شده، در شمار کامپوزیت‌ها قرار می‌گیرند. اما کامپوزیت‌های مصنوعی، بر اساس بافت و ماهیتشان تقسیم‌بندی می‌شوند که عمدتاً زمینهٔ سرامیکی، پلیمری یا فلزی است.

ورود کشورمان به این صنعت با نقش‌آفرینی شرکت‌های دانش‌بنیان در تولید فرآورده‌های کامپوزیتی، مستحکم و روبه جلو بوده است، به طوری‌که بخش قابل توجهی از نیاز صنایع به فرآورده‌های کامپوزیتی، بدون نیاز به واردات و با تکیه به تولیدات ایران‌ساخت این شرکت‌ها تأمین می‌شود.

لوله، اتصالات، مخازن، فیبرهای کربنی، پروفیل‌ها و دیگر فرآوردهای کامپوزیتی اکنون توسط شرکت‌های دانش‌بنیان داخلی تأمین و تولید می‌شود. به طور میانگین و با نگاهی به میزان تولید این شرکت‌های فعال حدود بیش از دو سوم نیاز کشور به فرآورده‌ها یا مواد اولیه کامپوزیتی در داخل کشور تأمین می‌شود که ضمن جلوگیری از خروج ارز، رفع نیاز صنایع، اشتغال و توسعه کارکردهای این فرآورده‌ها در حوزه‌هیا گوناگون را به همراه داشته است.

این محصولات چون ساختارشان، ذاتی انعطاف‌پذیر نیز دارند. یعنی می‌شود ویژگی‌ها و خواص این مواد را بر اساس نیازمان کنترل کنیم. کامپوزیت‌ها علاوه بر این که با وجود وزن اندک، انعطافپذیری و مقاومت مکانیکی بالایی دارند، در برابر خوردگی مقاوم هستند و حتی در برخی موارد، خواص بهتری نسبت به فلزها نشان می‌دهند. حتی از کامپوزیت‌ها به عنوان عایق حرارتی یا صوتی نیز استفاده شده است.

مجموعه این خصوصیات است که باعث کاربردهای گسترده کامپوزیت‌ها در صنایع نوین می‌شود. در ساخت بدنه پهپادها، هواپیما و پره نیروگاه بادی و پره هلیکوپتر از کامپوزیت‌ها استفاده می‌شود. به‌طور کلی مواد کامپوزیتی به دلیل جرم بسیار کم و مقاومت بالا نسبت به فلزات، در صنعت هوا و فضا کاربرد وسیعی دارند. خواص کامپوزیت‌ها به عوامل مختلفی از قبیل نوع مواد تشکیل دهنده و ترکیب درصد آن‌ها، شکل و آرایش تقویت‌کننده و اتصال ماتریکس و تقویت‌کننده به یکدیگر بستگی دارد.

پیوند کامپوزیت و نانو

ورود نانوفناوری به حوزه کامپوزیت‌ها، کیفیت و ساختار این مواد را نیز دست‌خوش تحول کرده است. از ده‌ها سال پیش و حتی قرون قبل، مواد نانوساختار شناخته شده و مورد استفاده قرار م یگرفت هاند. به عنوان مثال، درسال‌های ۱۳۶۸ تا ۱۶۴۴ برای لعاب دادن بر روی سرامی کهای Ming Dynasty از نانوذرات استفاده م یشده است. همچنین لاستیک‌های دوده‌ای تقویت شده که از دهه‌های نخستین قرن بیستم در تای رهای اتومبیل مورد استفاده قرار می‌گرفته‌اند نیز یک نوع نانوکامپوزیت هستند.

در سال ۲۰۰۵ مصرف جهانی نانوکامپوزیت‌ها ۲۳۲۰۰ تن، با ارزش ۲۵۲ میلیون دلار بود. این مقدار در سال ۲۰۰۶ به ۲۷۸۴۰ تن، با ارزش ۲۸۸ میلیون دلار رسید و این میزان از آن زمان تا کنون، روندی رو به افزایش داشته است.

شرکت‌های دانش‌بنیان گوناگونی به حوزه نانوکامپوزیت‌ها و کاربردهایشان ورود پیدا کرده‌اند. ستاد توسعه فناوری نانو معاونت علمی و فناوری ریاست‌جمهوری نیز توسعه این فناوری پیشرفته با حمایت و راهبری شرکت‌های فعال در این حوزه، دنبال می‌کند و علاوه بر این حمایت‌ها با رویدادهای ترویجی و فرهنگ‌ساز، می‌کشود تا جامعه را با ظرفیت‌ها و دستاوردهای کشور در این حوزه آشنا کند.

گزارش از مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری

پایان پیام/24