بهبود خواص مكانيكي كامپوزيت هاي پايه پليمري تحت بار خمشي با تقليد زيستي از ساختار الياف بامبو

با گسترش دامنه ي علوم و كشف مواد نو، سبك سازي قطعات و سازه هاي صنعتي به موضوعي جذاب براي اهالي صنعت تبديل شده است. براي مثال در صنايع هوايي ابتدا آلياژهاي سبك آلومينيوم و سپس كامپوزيت هاي پليمري زمينه ي كاربرد فراواني را به خود اختصاص داده اند. در اين پژوهش با تكيه بر تقليد زيستي از ساختار كامپوزيت طبيعي بامبو، ارتقاء خواص مكانيكيِ كامپوزيت هاي پليمري ارزان قيمت جهت جايگزيني با كامپوزيت ها و آلياژهاي گرانقيمت، بررسي شده است. بدين منظور ابتدا ريزساختار بامبو واكاوي شده است. پس از آن مدل هايي جهت نزديك شدن به ساختار و نحوه ي چينش الياف در بامبو ارائه و تشريح شده اند. همچنين، به كمك روش نمونه سازي سريع، قطعاتي بامبو گونه با ابعاد مشابه ساخته شده و تحت آزمون خمش 4 نقطه اي قرار گرفته اند. با ارزيابي خواص خمشي و به كمك خواص مواد اوليه، مشاهده مي شود كه تنها با تغيير چيدمان الياف براساس تقليد زيستي از بامبو، مدول خمشي مي تواند تا بيش از 50% دچار افزايش شود. اين بدين معناست كه امكان بهبود خواص با تقليد زيستي فراهم است و مي توان با جايگزيني مواد اوليه، براي مثال الياف شيشه با الياف كربن، در برخي كاربردها هزينه ها را 30 تا 40 برابر كاهش داد.