Porous carbon
झरझरा कार्बन (पीसी) बहुमुखी सामग्री हैं जिनके अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला है, जिसमें सेंसर, एक्चुएटर, थर्मल इन्सुलेशन और ऊर्जा रूपांतरण शामिल हैं। पीसी के कुछ उदाहरण ग्राफीन और कार्बन नैनोट्यूब-आधारित एरोगेल हैं। भौतिक गुण जो पीसी को अद्वितीय बनाते हैं, वे हैं उनका कम घनत्व, उच्च चालकता, यांत्रिक लचीलापन और चरम वातावरण में स्थिरता। यांत्रिक गुण पीसी के स्थायित्व को सुनिश्चित करने के लिए, यांत्रिक गुणों का अध्ययन करना महत्वपूर्ण है। छिद्रपूर्ण कार्बन पदार्थों की संपीड़ित भंगुरता का अध्ययन करने के लिए विस्तृत प्रयास किए गए हैं। 1999 में, आइजुका, एट अल। लकड़ी के मिट्टी के बर्तनों के यांत्रिक गुणों का अध्ययन किया, जो एक प्रकार की छिद्रपूर्ण कार्बन सामग्री है। स्थिर मध्यम घनत्व वाले फाइबर का उपयोग लकड़ी के मिट्टी के बर्तनों की आधार सामग्री के रूप में किया जाता था और फीनॉल राल को बोर्ड में लगाया जाता था। 300 डिग्री सेल्सियस से शुरू करते हुए, यंग का मापांक और संपीड़ित करने की ताकत पहले बढ़ते तापमान के साथ कम हो जाती है, लेकिन 500 डिग्री सेल्सियस पर ताकत तेजी से बढ़ जाती है जब तक कि यह 800 डिग्री सेल्सियस और पठारों तक नहीं पहुंच जाती। तापमान का प्रभाव कार्बनीकरण के दौरान राल में सूक्ष्म संरचनात्मक परिवर्तनों के कारण था। 800 डिग्री सेल्सियस पर गर्भित फिनोल राल के प्रभावों की भी जांच की गई। परिणामों से पता चला कि यंग का मापांक फिनोल राल गर्भाधान (चित्र 1) के साथ बढ़ा। यंग का अधिकतम मापांक 5 एमपीए था और अधिकतम संपीड़न शक्ति 80 एमपीए थी। दीवार-झुकने वाला यांत्रिक परीक्षण भी किया गया और यह पाया गया कि कोशिका भित्ति टूटना संपीड़ित शक्ति और यंग के मापांक पर सापेक्ष घनत्व से सहसंबद्ध था। सेलूलोज़ और ग्राफीन एयरोजेल से युक्त एक अन्य प्रकार के संपीड़ित झरझरा कार्बन का अध्ययन एम. आई. और अन्य लोगों द्वारा किया गया था। संशोधित सेल्युलोज/ग्राफीन एयरोजेल्स (एमसीजीए) को रासायनिक वाष्प जमाव (चित्र 2) के माध्यम से लंबी कार्बन श्रृंखलाओं के द्विदिश फ्रीज सुखाने और ग्राफ्टिंग के माध्यम से संश्लेषित किया गया था। अंतिम उत्पाद में लचीले सेलूलोज नैनोफाइब्रिल और कठोर ग्राफीन घटकों के साथ 5.9 मिलीग्राम/सेमी3 का थोक घनत्व और 47.3 वर्ग मीटर/ग्राम का सतह क्षेत्र था। ग्राफीन ऑक्साइड सांद्रता और अनिसोट्रोपिक छिद्रपूर्ण संरचना की सांद्रता को अनुकूलित करने के बाद, तन्यता परीक्षण किए गए। यह पाया गया कि एम. जी. सी. ए. क्रमशः 60 प्रतिशत और 90 प्रतिशत तनाव तक संपीड़ित होने पर 99.8% और 96.3% को पुनर्प्राप्त कर सकता है। एस. ई. एम. छवियों से पता चलता है कि अपनी अनूठी संरचना के कारण, एम. सी. जी. ए. छिद्र दीवारें संपीड़न के दौरान सिकुड़ने और मोड़ने में सक्षम थीं। इस सामग्री की एक अन्य अनूठी विशेषता इसकी अवशोषण क्षमता 80-197 गुना हाइड्रोफोबिक यौगिकों, जैसे तेल और रासायनिक सॉल्वैंट्स की ओर है। इसके विपरीत, छिद्रपूर्ण कार्बन की खिंचाव क्षमता का अध्ययन करने के लिए कम प्रयास किए गए हैं। गाओ, एट अल। द्विदिश जमने, फ्रीज सुखाने और एनीलिंग के माध्यम से चिटोसन और ग्राफीन ऑक्साइड से बने एक लंबी दूरी के लैमेलर मचान को संश्लेषित किया। परिणाम 11 मिलीग्राम सेमी-3 के घनत्व और लगभग 99.4% की सरंध्रता वाली सामग्री है। विभिन्न तन्यता परीक्षण किए गए, और यह पाया गया कि कार्बन स्प्रिंग 80 प्रतिशत संपीड़न तनाव और-60 प्रतिशत खिंचाव तनाव पर 0.05 और 0.1 के बीच पॉइसन के अनुपात के साथ अपने मूल आकार में वापस आ सकता है। तनाव-तनाव वक्र का संकीर्ण हिस्टैरिसीस लूप अपने नगण्य आंतरिक घर्षण, स्थानीयकृत बकलिंग या विरूपण प्रक्रियाओं के दौरान दरारों के कारण कम ऊर्जा अपव्यय (लगभग 0.2 का ऊर्जा हानि गुणांक) का संकेत देता है। इस सामग्री के खिंचाव योग्य यांत्रिक गुण कंपन और चुंबकत्व संवेदक के लिए महान उम्मीदवारों की अनुमति देते हैं। संदर्भ कार्बन फोम के एलोट्रॉप