การศึกษาว่าน้ำถูกบีบให้เข้าไปในรูพรุนระดับนาโนของวัสดุได้อย่างไร นำไปสู่การออกแบบตัวดูดซับพลังงานที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งสามารถใช้งานได้หลากหลายรวมถึงเกราะป้องกันตัว งานวิจัยนี้ดำเนินการโดยนักวิจัยในสหราชอาณาจักรและเบลเยียม ซึ่งได้พัฒนาชุดแนวทางใหม่สำหรับการออกแบบตัวดูดซับพลังงานที่สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ปรับแต่งได้ และมีประสิทธิภาพสูง
วัสดุ
ที่ดูดซับพลังงานได้ดีระหว่างการกระแทกทางกลมีการใช้งานที่หลากหลายตั้งแต่ชุดเกราะทางทหารไปจนถึงการรองรับการสั่นสะเทือนในอุตสาหกรรม ในระบบที่ทันสมัย วัสดุเหล่านี้สามารถพึ่งพากระบวนการต่างๆ รวมถึงการเสียรูปพลาสติก การโก่งตัวของเซลล์กลวงแข็ง และการกระจายตัวผ่านโพลิเมอร์
ชนิดหนืดหนืด อย่างไรก็ตาม วิธีการเหล่านี้มักจะต้องเสียระหว่างการนำกลับมาใช้ใหม่กับประสิทธิภาพการดูดซับพลังงาน เส้นทางที่มีแนวโน้มไปข้างหน้าอยู่ที่การแทรกซึมของน้ำของเหลวด้วยแรงดันเข้าไปในวัสดุที่ไม่ชอบน้ำและมีรูพรุนระดับนาโน รวมถึงกรอบโลหะและสารอินทรีย์ (MOFs)
เมื่อแรงดันที่เกิดจากการกระแทกทางกลบังคับให้น้ำเข้าไปในรูพรุนนาโนที่ไม่ชอบน้ำ ของเหลวจะแตกออกเป็นกลุ่มก้อนระดับนาโน เนื่องจากวัสดุเหล่านี้มีพื้นผิวที่กว้างใหญ่ จึงเป็นกระบวนการที่ใช้พลังงานมาก เนื่องจากพลังงานกลของน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานพื้นผิวอย่างรวดเร็วเมื่อเข้าสู่รูขุมขน
หลังจากการกระแทก น้ำจะถูกดันกลับออกจากวัสดุ ซึ่งพร้อมใช้งานอีกครั้ง งานวิจัยล่าสุดนี้นำแห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม และสำรวจว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรภายในซีโอลิติก อิมิดาโซเลตเฟรมเวิร์ก (ZIFs) เหล่านี้คือ MOF ที่มีไอออนของโลหะทรานซิชันซึ่งจัดเรียงในรูปแบบ
เพื่อใช้ประโยชน์จากศักยภาพทั้งหมดของ ZIF นักวิจัยใช้การผสมผสานระหว่างการทดลองและการจำลองระดับโมเลกุลเพื่อสร้างการบุกรุกและการไหลออกของน้ำตามผลกระทบที่สมจริงและมีพลังงานสูง การสังเกตของพวกเขาเผยให้เห็นว่าภายใน ZIFs ที่มีกรงนาโน ประสิทธิภาพการดูดซับพลังงานจะดีขึ้น
อย่างมาก
ด้วยอัตราความเครียดที่เพิ่มขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการบุกรุกของน้ำที่เร็วขึ้น ข้อได้เปรียบนี้ไม่พบใน ZIF ที่มีแชนเนล ทีมงานพบว่าพฤติกรรมนี้เกิดขึ้นเนื่องจากกลุ่มโมเลกุลของน้ำมีช่วงเวลาที่จำกัดมาก ซึ่งพวกมันสามารถก่อตัวขึ้นภายในกรงนาโนที่ไม่ชอบน้ำได้ ซึ่งกินเวลาเพียงไม่กี่นาโนวินาที
เป็นผลให้ทั้งแรงดันน้ำที่รุกล้ำและความหนาแน่นของการดูดซับพลังงานถูกผลักดันขึ้นจากความเครียดสูงที่เกิดจากผลกระทบของพลังงานสูง ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่เกิดขึ้นเมื่อน้ำกระจุกตัวตามช่องทาง จากข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้ Sun และเพื่อนร่วมงานได้กำหนดแนวทางใหม่สำหรับการออกแบบอุปกรณ์ดูดซับพลังงาน
ที่มีประสิทธิภาพและนำกลับมาใช้ใหม่ได้ ซึ่งสามารถปรับให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะอย่างได้อย่างแม่นยำที่เชื่อมด้วยลิแกนด์อินทรีย์ จนถึงปัจจุบัน ZIF ที่มีการจัดเรียงตัวของโมเลกุลที่เป็นไปได้หลายร้อยแบบได้รับการระบุลักษณะแล้ว บางส่วนประกอบด้วยกรงอะตอมระดับนาโนในขณะที่บางส่วน
และโดยเฉพาะอย่างยิ่งของพันธะน้ำแข็งนั้นมีอิทธิพลเหนือหิมะที่มีอายุมากกว่าและหนาแน่นกว่า เนื่องจากโซ่มีความแข็งแรงพอๆ กับส่วนที่อ่อนแอที่สุด พันธะระหว่างธัญพืชจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง อย่างไรก็ตาม การแตกหักของพันธะเดี่ยวไม่จำเป็นต้องเริ่มต้นปฏิกิริยาลูกโซ่ที่นำไปสู่หิมะถล่ม
ในทางตรงกันข้าม พันธะใหม่อาจก่อตัวภายใต้การเสียรูป ซึ่งอาจทำให้หิมะปกคลุมแน่นขึ้นสิ่งสำคัญคือความเค้นบนพันธะน้ำแข็งนั้นสูงกว่าความเค้นต่อเนื่องที่กระทำบนก้อนหิมะโดยรวมประมาณ 50 ถึง 100 เท่า เหตุผลก็คือหิมะเป็นสื่อที่มีรูพรุน และแรงจะกระทำโดยโซ่น้ำแข็งเท่านั้น ซึ่งมีพื้นที่หน้า
ตัดเล็ก
ความเค้นที่แน่นอนบนพันธะน้ำแข็งขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางโครงสร้างจุลภาคของเม็ดน้ำแข็ง เช่น ขนาดและรูปร่าง และปัญหานี้เองที่ทำให้การคาดเดาความเสถียรของถุงหิมะทำได้ยากมาก นักวิจัยต้องคาดการณ์ว่าคุณสมบัติทางโครงสร้างจุลภาคของหิมะปกคลุมเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป
ในสวิตเซอร์แลนด์ เราทำการทดสอบภาคสนามเพื่อวัดความเร็วการไหลของหิมะถล่ม แรงกดกระแทก ความสูงและความหนาแน่นของการไหล หิมะถล่มถูกปล่อยโดยเทียมด้วยระเบิดและไหลผ่านสิ่งกีดขวางที่ติดตั้งไว้ตามเส้นทางหิมะถล่ม เป้าหมายสุดท้ายของเราคือการปรับปรุงความเข้าใจพื้นฐาน
ของการเคลื่อนที่ของหิมะถล่มและพัฒนาแบบจำลองทางกายภาพที่ดีขึ้นซึ่งผู้ปฏิบัติงานเกี่ยวกับหิมะถล่มสามารถนำไปใช้ในการคำนวณระยะทางหนีภัยได้ ในขณะเดียวกันในห้องปฏิบัติการ มีการใช้การถ่ายภาพเอกซเรย์คอมพิวเตอร์เพื่อตรวจสอบว่าโครงสร้างจุลภาคของหิมะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา
อย่างไร งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายเพื่อเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างจุลภาคกับความแข็งแรงเชิงกล นอกจากนี้ การทดลองที่วัดพฤติกรรมความเค้น-ความเครียดของตัวอย่างหิมะของโครงสร้างที่ทราบควรปรับปรุงความรู้ของเราเกี่ยวกับแรงยึดเหนี่ยวเฉพาะ ด้วยข้อมูลนี้ เราอาจสามารถจำลองการแพร่กระจาย
ของรอยร้าวและบอกได้ว่าจะมีการลดความชื้นหรือจะนำไปสู่รอยร้าวขนาดเต็มซึ่งจะทำให้เกิดหิมะถล่มหรือไม่ เช่นเดียวกับหลายๆ เรื่องในชีวิต เหตุการณ์เล็กๆ น้อยๆ เช่น ความล้มเหลวของสายสัมพันธ์ที่ “สำคัญ” อาจส่งผลร้ายได้ การค้นหาพันธะนี้ในหิมะเป็นความท้าทายสูงสุดในการวิจัยหิมะและหิมะถล่ม
อย่างมีประสิทธิภาพจากด้านมืดเท่านั้น การหดตัวส่วนใหญ่เกิดขึ้นในช่วงต้นของประวัติศาสตร์ดาวเคราะห์ เมื่อมันร้อนและมีพื้นที่ผิวแผ่รังสีขนาดใหญ่ รัศมีของดาวพฤหัสร้อนในปัจจุบันจึงค่อนข้างไวต่ออายุที่ดาวเคราะห์มาถึงวงโคจรในปัจจุบัน ตัวอย่างเช่น ดาวเคราะห์ที่ใช้เวลานานในการก่อตัว
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
