نانوتكنولوژي
و ورزش
توپ دو جدارة ويسلون، توپ رسمي اين مسابقات بوده و يك پوشش نانوكامپوزيتي به حفظ
ارتفاع جهشي توپ، هنگام برخورد آن به زمين كمك مي‌كند.
شركت
InMat
LLC
از اختلاط
نانوذرات خاك‌رس و پليمرهاي لاستيكي، به‌عنوان يك نانوكامپوزيت تجاري، در جدارة
داخلي توپ ويلسون استفاده كرد. اين مخلوط جزء مواد جديدي است كه نوعاً از تركيب يك
پايه پلاستيكي يا پليمري با نانوذراتي از مواد غيرآلي بوجود آمده و خواص بي‌نظيري
دارند.
پودرهاي
نانوكامپوزيتي، لايه‌هاي نازك، روكشها و كريستالها، نويد بخش توليد محصولاتي
سبكتر، مستحكمتر، هدايت‌كننده‌هاي الكتريكي يا عايقهاي حرارتي هستند. اين مواد
ممكن است منجر به ايجاد خواصي شوند كه قبلا هرگز ديده نشده است؛ مثل خاصيت جذب
امواج رادار توسط كامپوزيتهاي (غيرنانو) به‌كار رفته در پوستة هواپيماهاي جاسوسي.
بتن،
نمونه‌اي از كامپوزيت در مقياس ماكرو است كه داراي يك ماده چسباننده (سيمان) بوده
و افزودن شن و ريگ موجب افزايش استحكام آن مي‌شود. يك راكت تنيس
"گرافيتي" نيز از مواد كامپوزيت ساخته مي‌شود، هرچند كه فيبرهاي گرافيت
كربني كه آن را مستحكم و سبك مي‌سازند، بسيار بزرگتر از نانوذرات مورد استفاده در
اَبَرتوپهاي ويلسون هستند.
محلول
كه توسط شركت
InMat
توليد مي‌شود، موجب پيوند بين پليمرهاي لاستيكي
بوتيلي (كه از آنها به عنوان مانعي براي ورود هوا در تايرها و توپها استفاده مي‌شود)
با ذرات خاك رس طبيعي مي‌گردد. اين ذرات مي‌توانند بصورت ورقه‌هاي نازك مولكولي
درآيند.
امانوئل
گيانيليس، استادعلوم ومهندسي دانشگاه كرنل درسال 1987 تحقيقاتي را در مورد
نانوكامپوزيتها انجام داده است. او مي‌گويد: "اين ورقه‌هاي نازك را به عنوان
يك دسته كارت در نظر بگيريد. اگر آنها را به صورت ورقه كنار هم بچينيد، قادر به
ايجاد سطح بسيار زيادي خواهيد بود."
حال
چندين لايه از چنين كارتهايي را در نظر بگيريدكه دريك نگهدارنده لاستيكي پراكنده
شده‌اند. نتيجة اين كار در نانوكامپوزيت
InMat
، نوعي مانع چندلايه است
كه نفوذ مولكولهاي هوا را از ميان مواد بسيار كند مي‌كند.
كارت
تجاري اين شركت داراي فرآيند منحصر به فردي براي ايجاد گلوله‌هاي يك ميكروني
لاستيك بوتيل است كه اين گلوله‌ها با ذرات خاك‌رس در يك محلول آبي آميخته مي‌شوند
تا حالت ورقه‌اي كارتهاي آلي كم ضخامت از بين نرود.
در
اين روش همچنين نسبت ذرات خاك‌رس به لاستيك بوتيل مقدار بالايي است. به‌طوريكه
هنگام خشك شدن مواد داخل پوشش، بسياري از روزنه‌هاي موجود در نگهدارندة لاستيكي
توسط نانوكارتهاي خاك‌رسي پوشيده شده و يك مانع چند لايه در برابر ورود هوا ايجاد
مي‌شود.
هريس
گلدبرگ، رئيس و مؤسس
InMat
مي‌گويد: "آنچه كه در مورد اين مواد بيشتر جلب
توجه مي‌كند، اين است كه با وجود اين كه اين مواد، هوا در خود نگه مي‌دارد اما
انعطاف‌پذيري خود را هم حفظ مي‌كنند." او متذكر شد كه تلاشهاي اوليه منجر به
توليد موادي بسيار شكننده شده است، اما اين شركت روشهاي خاصي را ابداع نموده است
كه با وجود باقي ماندن هوا در ميان ذرات خاك رس، خاصيت انعطاف‌پذيري لاستيك بوتيل
را حفظ مي‌كند.
بنابر
اظهارات وي، اين كار بر پاية محيط صددرصد آبي انجام شده و هيچ حلال خطرناكي مورد
استفاده واقع نشده است. مادة چسباننده و درزگير اين شركت علاوه بر قابليت كاربرد
تجاري در انواع توپها، نظير توپ فوتبال و توپ بسكتبال، آيندة اميدبخشي نيز در صنعت
تاير دارد. اين شركت در سال 1996، قرارداد توسعه مشترك بين مركز تحقيقات و فناوري
Hoechst
و يكي از سازندگان اصلي تاير منعقد كرده است.
گلدبرگ
معتقد است كه روكش توليدي آنها نه تنها به عنوان يك مانع عالي در برابر ورود هوا
به تايرها عمل مي‌كند، بلكه آنها را سبكتر، ارزان‌تر و در حين حركت خنك‌تر مي‌سازد.
او
مي‌گويد: "بيشتر تايرها يك لايه يك تا سه ميليمتري از لاستيك بوتيل در خود
دارند، اما اين روكش، در حدود بيست ميكرون ضخامت داشته و موجب صرفه جويي در قيمت و
وزن لاستيك مي‌شود. در صنعت حدود يك ميليارد دلار صرف استحكام تايرهاي بوتيلي مي‌شود،
بنابراين صرفه‌جويي در قيمت مواد داراي اهميت خاصي است."
وي
متذكر شد كه پوشش نازكتر كه داراي لاستيك بوتيل كمتري است، چرخة بازگشت زيست محيطي
تاير را راحت‌تر ساخته و سازگاري بيشتري با محيط زيست دارد.
از
زماني كه تحقيق و مطالعه بر روي نانوكامپوزيتها در آزمايشگاه آغاز شده حدود يك دهه
مي‌گذرد و اكنون شركتهايي به چگونگي توليد تجاري آنها پي برده‌اند.
به
عقيدة گيانيليس، براي ورود نانوكامپوزيتها به دنياي بزرگ تجارت، محققان بايد
فرآيندهاي تهيه و توليد اين مواد را به ديگر پليمرها و ترموپلاستيكهايي نظير پلي‌پروپيلن
و پلي‌استايرن گسترش دهند.
وي
مي‌گويد: "اين صنعت بسيار واقعي، مناسب و درآمدزا خواهد بود. ما مي‌توانيم با
مقادير بسياركمي از ذرات معدني، تغييرات بسيار بزرگي در خواص مواد ايجاد
كنيم."
