เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย นักวิจัยในจีนและสหรัฐอเมริกาได้สร้างวัสดุเทียมที่เลียนแบบโครงสร้างลำดับชั้นของเคลือบฟันอย่างใกล้ชิด Hewei Zhao จากมหาวิทยาลัย Beihangและเพื่อนร่วมงานได้ประดิษฐ์โครงสร้างคอมโพสิตโดยใช้สายนาโนที่เคลือบพิเศษซึ่งจัดวางตามทิศทางเดียว วัสดุนี้มีคุณสมบัติทางกลที่เหนือชั้นเคลือบฟันธรรมชาติ และทีมวิจัยกล่าวว่าในไม่ช้าวัสดุดังกล่าวจะสามารถนำมาใช้ในงานด้านวิศวกรรมที่หลากหลายได้
เคลือบฟันที่เคลือบฟันของเราเป็นวัสดุชีวภาพ
ที่ยากที่สุดในร่างกายมนุษย์ วัสดุนี้เป็นที่รู้จักในด้านความแข็ง ความแข็ง ความหนืด แรงหนืด ความแข็งแรง และความเหนียวเป็นพิเศษ วัสดุนี้มีความทนทานต่อการเสียรูปและความเสียหายอย่างน่าทึ่ง แม้ว่าจะมีความหนาเพียงไม่กี่มิลลิเมตร การรวมกันของคุณสมบัติที่ผิดปกตินี้เกิดจากโครงสร้างลำดับชั้นของเคลือบฟัน ซึ่งขยายจากระดับนาโนไปจนถึงระดับมหภาค เคลือบประกอบด้วยสายนาโนคู่ขนานที่ทำจากแร่ไฮดรอกซีอะพาไทต์ที่มีแคลเซียมเป็นส่วนประกอบ สิ่งเหล่านี้เชื่อมต่อกันด้วยสารคล้ายแก้วที่เรียกว่าแคลเซียมฟอสเฟตอสัณฐาน
ในการศึกษาก่อนหน้านี้ นักวิจัยมุ่งที่จะเลียนแบบโครงสร้างนี้ในวัสดุประดิษฐ์ อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ การประกอบโครงสร้างแบบลำดับชั้นในหลายสเกลได้พิสูจน์แล้วว่าท้าทาย และจำกัดอยู่ที่สเกลย่อยมิลลิเมตร พันธะเคมีที่แข็งแกร่งทีมงานของ Zhao เริ่มกระบวนการผลิตวัสดุโดยการสังเคราะห์สายนาโนไฮดรอกซีอะพาไทต์ความยาวประมาณ 10 µm จากนั้นพวกเขาเคลือบสายนาโนด้วยชั้นของสังกะสีเปอร์ออกไซด์อสัณฐานซึ่งก่อให้เกิดพันธะเคมีที่แข็งแกร่งกับไฮดรอกซีอะพาไทต์ การเคลื่อนที่ของเส้นลวดนาโนที่เคลือบแล้วถูกจำกัดโดยการพันเข้าด้วยกันด้วยโมเลกุลที่เหนียวแน่นของโพลีไวนิลแอลกอฮอล์ หลังจากนั้นส่วนผสมทั้งหมดถูกแช่แข็ง
เมื่อทีมใช้การไล่ระดับอุณหภูมิแบบสองทิศทางกับส่วนผสม
ผลึกน้ำแข็งจะเติบโตเป็นชั้นขนานกัน ต่อจากนั้นสิ่งนี้บังคับให้สายนาโนที่พันกันเข้ามายึดช่องว่างระหว่างชั้นน้ำแข็งในขณะที่ปรับทิศทางไปในทิศทางเดียว สุดท้าย วัสดุถูกทำให้แห้งเยือกแข็งและบีบอัด ส่งผลให้เคลือบฟันเทียมมีความหนาแน่น ซึ่งเสาคู่ขนานของเส้นลวดนาโนเคลือบถูกยึดติดกันอย่างแน่นหนาทำให้ฟันผุได้ง่าย
ผ่านการทดสอบทางกลที่เข้มงวด และการวิเคราะห์ในภายหลังด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน ทีมของ Zhao พบว่าโครงสร้างคอมโพสิตของพวกมันสามารถทนต่อความเครียดที่เกิน 140 MPa; และความยาวเศษส่วนเปลี่ยนแปลง 1.8% ก่อนแตกหัก ในระดับมหภาค สิ่งนี้ทำให้วัสดุมีความแข็ง ความแข็ง ความแข็งแรง ความเหนียวหนืด และความเหนียวที่มากกว่าวัสดุทั้งแบบเคลือบธรรมชาติและวัสดุที่ได้รับแรงบันดาลใจจากเคลือบฟันรุ่นก่อน
ยิ่งไปกว่านั้น Zhao และเพื่อนร่วมงานยังแสดงให้เห็นว่าวัสดุดังกล่าวสามารถผลิตได้ง่ายในปริมาณมาก และตัดเฉือนเป็นรูปร่างขนาดมหภาคที่ต้องการได้อย่างไร ด้วยการพัฒนาเทคนิคการผลิตที่เหมาะสมในอนาคต ทีมงานเชื่อว่าสารเคลือบเทียมสามารถนำมาใช้ในงานวิศวกรรมต่างๆ ที่ต้องการความแข็งแกร่งของวัสดุ
แม้ว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นแบตเตอรี่ทางเลือกในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาและรถยนต์ไฟฟ้าในปัจจุบัน แต่อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ที่ติดไฟได้และเป็นพิษเป็นสาเหตุที่น่ากังวล ลิเธียมยังมีราคาแพงเมื่อเทียบกับโลหะอื่นๆ ทั่วไป และอุปทานทั่วโลกอาจมีความไม่แน่นอนหลายประการ แบตเตอรี่สังกะสีซึ่งปกติแล้วจะสร้างด้วยอิเล็กโทรไลต์ในน้ำ เป็นทางเลือกที่น่าสนใจเพราะสังกะสีมีราคาถูกกว่า
มีพิษน้อยกว่า นำกลับมาใช้ใหม่ได้ง่ายกว่า
และมีจำหน่ายมากกว่าลิเธียม นอกจากนี้ยังมีความหนาแน่นของพลังงานสูง โดยมีความจุจำเพาะสูง (820 mAh/g และ 5,855 mAh/cm 3 ) และมีศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์ที่น่าพอใจ (−0.76V เทียบกับขั้วไฟฟ้าไฮโดรเจนมาตรฐาน) ของขั้วบวก Zn
การนำเทคโนโลยีสังกะสีมาใช้ไม่ได้เป็นเพียงการแล่นเรือธรรมดาเท่านั้น และมีอุปสรรคทางเทคนิคที่สำคัญบางประการที่ต้องเอาชนะ หนึ่งในนั้นคือการเจริญเติบโตของเดนไดรต์ดังกล่าว อีกประการหนึ่งคือแนวโน้มของวัสดุที่จะเกิดปฏิกิริยาข้างเคียง เช่น วิวัฒนาการของไฮโดรเจนและการกัดกร่อนของน้ำ ปฏิกิริยาข้างเคียงเหล่านี้เป็นอันตรายต่อความเสถียรในการปั่นจักรยานของแบตเตอรี่และทำให้อายุการใช้งานสั้นลงตามลำดับ โดยการบริโภคอิเล็กโทรไลต์และแอโนดสังกะสีอย่างต่อเนื่อง
สาเหตุพื้นฐานของปัญหาเหล่านี้คือปฏิกิริยาระหว่างขั้วบวกสังกะสีของโลหะกับอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นน้ำ วิธีหนึ่งที่จะหลีกเลี่ยงได้คือการใช้อิเล็กโทรไลต์ที่ไม่มีน้ำ อิเล็กโทรไลต์ดังกล่าวมีราคาแพง ไม่นำไอออนได้ดี และอาจเป็นอันตรายได้ นักวิจัยกำลังมองหากลยุทธ์ทางเลือกในการปกป้องแอโนดสังกะสีจากน้ำ
กลยุทธ์การปราบปรามใหม่
เกลือที่ Yang และเพื่อนร่วมงานใช้ คือ zinc tetrafluoroborate hydrate (Zn(BF 4 ) 2 ) แทบไม่มีการใช้ในแบตเตอรี่ อย่างไรก็ตาม มีการใช้งานที่โดดเด่นในการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าและการผลิตสิ่งทอ ซึ่งทำหน้าที่เป็นสารหน่วงไฟ โดยการควบรวมเกลือนี้กับเอทิลีนไกลคอล (EG) ซึ่งเป็นวัสดุที่มีราคาถูกกว่าอิเล็กโทรไลต์ ZnSO 4 ทั่วไปโดยบังเอิญ นักวิจัยสามารถส่งเสริมการก่อตัวของชั้นป้องกัน ZnF 2ที่ทำหน้าที่ยับยั้งปฏิกิริยาข้างเคียงและยับยั้งการเจริญเติบโต ของซิงค์เดนไดรต์นอกเหนือจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน
อิเล็กโทรไลต์ hydrous Zn(BF 4 ) 2 /EG ที่เป็นไฮโดรเจนนั้นไม่ติดไฟและทำงานในช่วงอุณหภูมิกว้าง ตั้งแต่ –30°C ถึง 40°C อิเล็กโทรดสามารถหมุนเวียนได้นานกว่า 4000 ชั่วโมงที่ความหนาแน่นกระแส 0.5 mA/ cm2 โดยมีประสิทธิภาพคูลอมบิ กสูงถึง 99.4% จากตัวเลขเหล่านี้ Yang กล่าวว่าอิเล็กโทรไลต์ใหม่แสดงให้เห็นสัญญาอย่างมากสำหรับการพัฒนาแบตเตอรี่ Zn ที่ปลอดภัย ประสิทธิภาพสูง และยั่งยืน “ตอนนี้เราวางแผนที่จะปรับปรุงอุปกรณ์ของเราและสำรวจสูตรอิเล็กโทรไลต์เพิ่มเติมเพื่อส่งเสริมการใช้แบตเตอรี่ดังกล่าวในทางปฏิบัติอย่างรวดเร็ว” เขากล่าวกับPhysics World
แว่นตามีนักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุที่หลงใหลมายาวนาน เนื่องจากถูกจัดว่าเป็นของเหลวที่มีความหนืดสูงมาก แต่คุณสมบัติของวัสดุด้วยตาเปล่าส่วนใหญ่คล้ายกับของแข็ง ขณะนี้ นักวิจัยในสหรัฐฯ และจีนได้ศึกษาว่าแก้วโลหะไหลอย่างไรโดยการวัดแรงเฉือนของพวกมันกับอัตราความเครียดที่มากกว่า 9 ระดับ พวกเขาพบกฎหมายมาตราส่วนสากล ซึ่งใช้กับแก้ว อาหาร ดิน และแม้แต่ฝูงมด เว็บสล็อต , สล็อตแตกง่าย
