نانو مواد کربنی و خواص مکانیکی نانو مواد

نانولوله‌های کربنی و گرافن از مهم‌ترین دگرشکل‌های کربن هستند. از این دو نانوساختار به‌عنوان گزینه‌های مناسبی جهت تحول در بسیاری از صنایع نام برده می‌شود. دلیل این امر خواص ویژه مکانیکی، الکتریکی، حرارتی و نوری آنهاست. در صورت تولید و ساخت این نانوساختارها با روش‌هایی که قابلیت تولید انبوه و اقتصادی دارند، می‌توان از آنها در زمینه‌های فراوانی استفاده نمود. البته شرط دیگر این امر کیفیت مطلوب ساخت و کنترل بر خواص و تکرارپذیری آنهاست. تنش و کرنش مفاهیم اولیه در بررسی خواص مکانیکی مواد هستند. نیروی وارد بر سطح مقطع ماده تنش نامیده می‌شود و تغییرات طول یک ماده نسبت به طول اولیه ماده کرنش نامیده می‌شود. برای بیشتر مواد در تنش‌های پایین یک رابطه خطی بین تنش و کرنش وجود دارد که به قانون هوک مشهور است. در این ناحیه تغییرات تنش نسبت به کرنش خطی بوده و در اصطلاح نمونه در ناحیه الاستیک قرار دارد. با افزایش نیرو در یک نیروی مشخص تغییرات تنش به کرنش از حالت خطی خارج شده و نمونه وارد ناحیه پلاستیک می‌شود. در ناحیه پلاستیک تغییر شکل ایجاد شده در نمونه دائمی و غیرقابل برگشت است. تنشی که در آن نمونه از ناحیه الاستیک وارد ناحیه پلاستیک می‌شود با نام تنش تسلیم شناخته می‌شود. در مواد نانو ساختار که اندازه دانه‌های آن‌ها در ابعاد نانومتری قرار دارد، مقادیر تنش تسلیم و استحکام افزایش قابل توجهی نشان می‌دهد.