Porous carbon
سوراخ دار کاربن (پی سی) ورسٹائل مواد ہیں جن میں وسیع پیمانے پر ایپلی کیشنز ہیں، جن میں سینسر، ایکچوایٹرز، تھرمل موصلیت، اور توانائی کی تبدیلی شامل ہیں۔ پی سی کی کچھ مثالیں گرافین اور کاربن نینو ٹیوب پر مبنی ایروگل ہیں۔ جسمانی خصوصیات جو پی سی کو منفرد بناتی ہیں وہ ہیں ان کی کم کثافت، اعلی چالکتا، مکینیکل لچک، اور انتہائی ماحول میں استحکام۔ مکینیکل خصوصیات پی سی کے استحکام کو یقینی بنانے کے لیے مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ کرنا ضروری ہے۔ سوراخ دار کاربن مواد کی کمپریسیو ٹوٹنے کا مطالعہ کرنے کے لیے وسیع کوششیں کی گئی ہیں۔ 1999 میں، آئزوکا، اور دیگر۔ لکڑی کے سیرامکس کی مکینیکل خصوصیات کا مطالعہ کیا، جو ایک قسم کا سوراخ دار کاربن مواد ہے۔ مستحکم درمیانے کثافت والے ریشے کو لکڑی کے سیرامکس کے بنیادی مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا تھا اور فینول رال کو بورڈ میں داخل کیا جاتا تھا۔ 300 ڈگری سیلسیس سے شروع کرتے ہوئے، ینگ کا ماڈیولس اور کمپریسیو طاقت پہلے بڑھتے ہوئے درجہ حرارت کے ساتھ کم ہوتی گئی، لیکن 500 ڈگری سیلسیس پر طاقت تیزی سے بڑھ جاتی ہے یہاں تک کہ یہ 800 ڈگری سیلسیس اور سطح مرتفع تک پہنچ جاتی ہے۔ درجہ حرارت کے اثرات کاربونائزیشن کے دوران رال میں مائیکرو اسٹرکچرل تبدیلیوں کی وجہ سے تھے۔ 800 ڈگری سیلسیس پر امپریگنیٹس فینول رال کے اثرات کی بھی تحقیقات کی گئیں۔ نتائج سے پتہ چلتا ہے کہ فینول رال کی افزائش کے ساتھ ینگ کے ماڈیولس میں اضافہ ہوا (شکل 1)۔ ینگ کا زیادہ سے زیادہ ماڈیولس 5 ایم پی اے تھا اور زیادہ سے زیادہ کمپریسیو طاقت 80 ایم پی اے تھی۔ دیوار کو موڑنے والی مکینیکل جانچ بھی کی گئی اور یہ پایا گیا کہ سیل وال ٹوٹنے کا تعلق کمپریسیو طاقت اور ینگ کے ماڈیولس پر رشتہ دار کثافت سے تھا۔ سیلولوز اور گرافین ایروگلز پر مشتمل ایک اور قسم کے کمپریسیو سوراخ دار کاربن کا مطالعہ ایم آئی اور دیگر نے کیا۔ ترمیم شدہ سیلولوز/گرافین ایروگلز (ایم سی جی اے) کو کیمیائی بخارات کے جمع ہونے کے ذریعے دو طرفہ منجمد خشک کرنے اور طویل کاربن زنجیروں کی پیوند کاری کے ذریعے ترکیب کیا گیا تھا (شکل 2)۔ حتمی پروڈکٹ میں لچکدار سیلولوز نانوفائبرل اور سخت گرافین اجزاء کے ساتھ 5.9 ملی گرام/سینٹی میٹر 3 کی بلک ڈینسٹی اور سطح کا رقبہ 47.3 ملی میٹر/گرام تھا۔ گرافین آکسائڈ کے ارتکاز اور انیسوٹروپک سوراخ دار ساخت کے ارتکاز کو بہتر بنانے کے بعد، تناؤ کے ٹیسٹ کیے گئے۔ یہ پایا گیا کہ ایم جی سی اے بالترتیب 60 ٪ اور 90 ٪ تناؤ پر کمپریس ہونے پر 99.8% اور 96.3% کو بازیافت کر سکتا ہے۔ SEM تصاویر سے پتہ چلتا ہے کہ اس کی منفرد ساخت کی وجہ سے، ایم سی جی اے کے سوراخ کی دیواریں کمپریشن کے دوران سکڑنے اور جوڑنے کے قابل تھیں۔ اس مادے کی ایک اور منفرد خصوصیت اس کی جذب کرنے کی صلاحیت 80-197 گنا ہائیڈروفوبک مرکبات، جیسے تیل اور کیمیائی سالوینٹس کی طرف اس کے وزن کی ہے۔ اس کے برعکس، سوراخ دار کاربن کی پھیلاؤ کا مطالعہ کرنے کے لیے کم کوشش کی گئی ہے۔ گاؤ، اور دیگر۔ دو طرفہ منجمد کرنے، منجمد خشک کرنے اور اینیلنگ کے ذریعے چیٹوسن اور گرافین آکسائڈ پر مشتمل ایک طویل فاصلے تک لیمیلر اسکیفولڈ کی ترکیب کی۔ نتیجہ ایک ایسا مواد ہے جس کی کثافت 11 ملی گرام سینٹی میٹر −3 اور تقریبا 99.4% کی سوراخ دار ہے۔ تناؤ کے مختلف ٹیسٹ کیے گئے، اور یہ پایا گیا کہ کاربن اسپرنگ 80 ٪ کمپریشن اسٹرین اور-60 ٪ اسٹریچنگ اسٹرین پر اپنی اصل شکل میں واپس آسکتا ہے جس میں پوسن کا تناسب 0.05 اور 0.1 کے درمیان ہوتا ہے۔ تناؤ کے تناؤ کے منحنی خطوط کا تنگ ہسٹیریسیس لوپ کم توانائی کی کھپت (تقریبا 0.2 کا توانائی کے نقصان کا گتانک) کی نشاندہی کرتا ہے کیونکہ اس کی معمولی اندرونی رگڑ، مقامی بکلنگ، یا اخترتی کے عمل کے دوران دراڑیں ہوتی ہیں۔ اس مواد کی توسیع پذیر مکینیکل خصوصیات کمپن اور مقناطیسیت کے سینسر کے لیے بہترین امیدواروں کی اجازت دیتی ہیں۔ حوالہ جات کاربن فوم کے الاٹروپس