رطوبت؛ عامل احتمالی فاجعه زیردریایی تایتان و ضعف الیاف کربن

پژوهشگران استرالیایی به نتایج جدیدی درباره آسیب‌پذیری الیاف کربن در برابر رطوبت دست یافته‌اند که می‌تواند علت فاجعه زیردریایی تایتان در سال ۲۰۲۳ را توضیح دهد.

نتایج تحقیقات جدیدی که توسط پژوهشگران استرالیایی انجام شده، نشان می‌دهد که رطوبت نقش مهمی در کاهش استحکام الیاف کربن ایفا می‌کند و این یافته‌ها می‌توانند توضیحی برای فاجعه زیردریایی تایتان در سال ۲۰۲۳ ارائه دهند.

الیاف کربن به دلیل استحکام بالا و وزن کم، به طور گسترده در صنایع هوافضا و نظامی به کار می‌روند؛ اما تا پیش از این، چالش‌های مربوط به استفاده از آنها در محیط‌های مرطوب به طور کامل شناخته نشده بود. زیردریایی تایتان که با استفاده از این الیاف ساخته شده بود، سال گذشته در عمق اقیانوس منفجر شد.

مهندسان دانشگاه «موناش» (Monash University) و «مؤسسه سلطنتی فناوری ملبورن» (RMIT) در استرالیا، آزمایش‌هایی را بر روی نمونه‌های مختلف الیاف کربن انجام دادند تا تأثیر شرایط محیطی را بر آنها بسنجند. کاترین گریگوریو (Katherine Grigoriou)، پژوهشگر هوافضا در دانشگاه موناش، توضیح داد که مهم‌تر از دما و رطوبت نسبی محیط، میزان رطوبتی است که در نهایت توسط الیاف جذب می‌شود و این عامل به طور مستقیم بر آسیب‌پذیری ساختار مواد تأثیر می‌گذارد. آنها سه نوع بافت مختلف از الیاف کربن را در دماهای ۶۰ تا ۸۰ درجه سلسیوس و رطوبت نسبی ۹۰ تا ۱۰۰ درصد آزمایش کرده و با استفاده از سی‌تی‌اسکن و میکروسکوپ الکترونی، میزان آسیب‌های ریزساختاری را بررسی کردند.

نتایج نشان داد که نمونه‌های بافته‌شده به صورت ترکیبی، بهترین عملکرد را از خود نشان دادند، در حالی که نمونه‌های بافت ۴۵ درجه‌ای بیشترین آسیب‌پذیری را داشتند. با این حال، مهم‌ترین عامل تعیین‌کننده میزان آسیب و نقص‌های ساختاری، میزان رطوبت جذب‌شده توسط مواد بود. گریگوریو تأکید کرد که درک و کنترل دقیق رطوبت مواد ضروری است، زیرا آب می‌تواند باعث ایجاد ریزآسیب‌ها، تضعیف پیوندهای بین الیاف و کاهش طولانی‌مدت استحکام آنها شود. این موضوع به ویژه در مورد زیردریایی‌ها که به طور مداوم در معرض رطوبت هستند، اهمیت مضاعفی پیدا می‌کند.

به گفته پژوهشگران، زیردریایی تایتان نخستین وسیله نقلیه در اعماق دریا بود که بدنه آن عمدتاً از الیاف کربن ساخته شده بود، اما تأثیر نفوذ آب بر رزین (پلیمر چسباننده) موجود در این مواد کامپوزیت به درستی مورد توجه قرار نگرفته بود. این یافته‌ها نشان می‌دهد که هرچند رطوبت ممکن است تنها دلیل فاجعه تایتان نباشد، اما لزوم بازنگری در استفاده از الیاف کربن در ساخت زیردریایی‌ها را ضروری می‌سازد.