பாலிமைடு-மைக்கா நானோகாம்போசிட் படலத்தின் உருவாக்கம்

பாலிமைடு (PI) கலப்புப் படலங்கள் விண்கலங்களின் வெளிப்புறப் பரப்புகளில் அவற்றின் சிறப்பான விரிவான செயல்திறன் காரணமாக குறைந்த புவி சுற்றுப்பாதையின் (LEO- low Earth orbit) பாதகமான சூழல்களில் இருந்து அவற்றைப் பாதுகாக்கப் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், தற்போதைய PI கலப்பு படங்கள் போதுமான இயந்திர பண்புகள் மற்றும் அணு ஆக்ஸிஜன் (AO-atomic oxygen) எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன.

மேம்பட்ட பொருட்களில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வில், சீன அறிவியல் அகாடமியின் சீன அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்ப பல்கலைக்கழகத்தின் (USTC) பேராசிரியர் யு ஷுஹாங் தலைமையிலான ஒரு ஆய்வுக் குழு ஒரு தனித்துவமான இரட்டை அடுக்கு நாக்ரே-ஈர்க்கப்பட்ட கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு உத்தியை முன்மொழிந்தது. புதிய PI-அடிப்படையிலான நானோகாம்போசிட் பிலிம் பெரிதும் மேம்படுத்தப்பட்ட இயந்திர பண்புகள் மற்றும் AO எதிர்ப்பு கொண்டுள்ளது.

இயற்கையான நாக்ரேயின் செங்கல் மற்றும் மோட்டார் நுண் கட்டமைப்பால் ஈர்க்கப்பட்டு, ஆராய்ச்சியாளர்கள் மைக்கா நானோஷீட்கள் மற்றும் PI ஐ ஒரு இரட்டை அடுக்கு நாக்ரே-ஈர்க்கப்பட்ட கட்டமைப்பில் மேல் அடுக்கில் மைக்காவின் அதிக அடர்த்தியுடன் செய்தனர்.  இது நேரடியான ஸ்ப்ரே உதவி அமைப்பின் மூலம் அடையப்பட்டது.

கூறுகளின் விகிதங்கள் மற்றும் மேல் அடுக்கு தடிமன் ஆகியவற்றை மேம்படுத்துவதன் மூலம், இரட்டை அடுக்கு PI-Mica படத்தின் இயந்திர பண்புகள் கணிசமாக மேம்படுத்தப்பட்டன. இரட்டை அடுக்கு படத்தின் இழுவிசை வலிமை, யங்கின் குணகம் மற்றும் மேற்பரப்பு கடினத்தன்மை ஆகியவை முறையே தூய PI படங்களின் விட 45 சதவீதம், 100 சதவீதம் மற்றும் 68 சதவீதம் அதிகமாகும்.

தனித்துவமான இரட்டை அடுக்கு நாக்ரே-ஈர்க்கப்பட்ட அமைப்பு மற்றும் மைக்கா நானோஷீட்களின் உள்ளார்ந்த நன்மைகள் மூலம், பெறப்பட்ட இரட்டை அடுக்கு PI-Mica படம் மிகவும் சிறந்த AO எதிர்ப்பு, UV எதிர்ப்பு (313 nm) மற்றும் உயர்-வெப்பநிலை நிலைத்தன்மையை (380℃) அடைந்தது.  கூடுதலாக, இரட்டை அடுக்கு PI-Mica படத்தின் AO சரள மற்றும் அரிப்பு விளைச்சல் பண்புகள் இரண்டும் முன்பு அறிவிக்கப்பட்ட PI- அடிப்படையிலான கலவைகளை விட உயர்ந்தவை. எனவே, இந்த இரட்டை அடுக்கு PI-Mica படம், LEO பயன்பாடுகளுக்கான தற்போதைய PI-அடிப்படையிலான கலப்புப் படலங்களுக்குப் பதிலாக புதிய வகை விண்வெளிப் பாதுகாப்புப் பொருளாகச் செயல்படக்கூடும்.

தனித்துவமான இரட்டை-அடுக்கு நாக்ரே-ஈர்க்கப்பட்ட கட்டமைப்பு வடிவமைப்பு எதிர்கால வடிவமைப்பு மற்றும் பல்வேறு பயன்பாடுகளுக்கான பிற உயர்-செயல்திறன் கொண்ட உயிரியக்க நானோகாம்போசைட்டுகளை உருவாக்குவதற்கான ஒரு நம்பிக்கைக்குரிய வழியை வழங்குகிறது.

References:

• Pan, X. F., Wu, B., Gao, H. L., Chen, S. M., Zhu, Y., Zhou, L., & Yu, S. H. (2021). Double‐Layer Nacre‐Inspired Polyimide‐Mica Nanocomposite Films with Excellent Mechanical Stability for LEO Environmental Conditions. Advanced Materials, 2105299.
• Choi, M. K., Kim, W. K., Sung, S., Wu, C., Kim, H. W., & Kim, T. W. (2018). Flexible memristive devices based on polyimide: mica nanosheet nanocomposites with an embedded PEDOT: PSS layer. Scientific reports, 8(1), 1-8.
• Zhang, Y. H., Fu, S. Y., Li, R. K. Y., Wu, J. T., Li, L. F., Ji, J. H., & Yang, S. Y. (2005). Investigation of polyimide–mica hybrid films for cryogenic applications. Composites science and technology, 65(11-12), 1743-1748.
• Cui, X., Zhu, G., & Liu, W. (2017). Synthesis, characterisation and enhanced properties of polyimide/mica hybrid films. Plastics, Rubber and Composites, 46(1), 35-41.