การเหินน้ำของยางถูกถ่ายภาพโดยใช้อนุภาคเรืองแสงขนาดเล็ก

การเหินน้ำของยางถูกถ่ายภาพโดยใช้อนุภาคเรืองแสงขนาดเล็ก

และเพื่อนร่วมงานจากมหาวิทยาลัยลียงของฝรั่งเศสได้รับภาพโดยละเอียดซึ่งแสดงให้เห็นว่าน้ำระบายผ่านร่องยางระหว่างการเหินน้ำได้อย่างไร เทคนิคของพวกเขาสามารถให้คำแนะนำที่สำคัญแก่วิศวกรที่พยายามออกแบบยางที่เหมาะกับการขับขี่ในสภาพถนนที่เปียกชื้น เมื่อยางกลิ้งบนถนนที่เปียกหรือน้ำท่วม แรงดันน้ำที่สะสมอยู่ที่ด้านหน้าของยางสามารถสร้างแรงยกได้ รู้จักกันในชื่อการเหินน้ำ 

ผลกระทบนี้

อาจทำให้ยางสูญเสียการสัมผัสกับพื้นถนนทั้งหมด หากแรงยกนี้มากกว่าน้ำหนักของรถ เพื่อลดผลกระทบ ดอกยางต้องรีดน้ำจากด้านหน้าไปด้านหลังให้ได้มากที่สุด โดยไม่ลดการยึดเกาะถนนลงอย่างมาก เนื่องจากไดนามิกส์ของของไหลที่เกี่ยวข้องกับการเหินน้ำมีความซับซ้อนสูง การออกแบบดอกยาง

จึงต้องได้รับข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับการไหลเหล่านี้ เป็นเทคนิคที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการวัดความเร็วการไหลในแบบ 2 มิติ มันเกี่ยวข้องกับการเพาะของเหลวที่มีอนุภาคติดตามเรืองแสงซึ่งต้องมีขนาดเล็กพอที่จะสะท้อนไดนามิกของของไหลรอบตัวได้อย่างแม่นยำ จากนั้น ชิ้นส่วน 2 มิติ

ของของเหลวจะส่องสว่างด้วยแผ่นเลเซอร์ ทำให้อนุภาคเรืองแสงและสร้างภาพโดยตรงของการไหล

แทร็กทดสอบเรืองแสงในการศึกษาของพวกเขา ทีม เพื่อถ่ายภาพฟิล์มบางๆ ของน้ำบนรางทดสอบ ขณะที่รถขับผ่านด้วยความเร็วต่างๆ กัน ภาพของพวกเขาถูกถ่ายจากด้านล่างผ่านหน้าต่างโปร่งใสที่ฝังอยู่

ในถนน เพื่อเอาชนะข้อจำกัดด้านแสงของการติดตั้ง นักวิจัยได้รวมภาพเรืองแสงเข้ากับการวัดการหักเหของแผ่นเลเซอร์ที่ส่วนต่อประสานระหว่างหน้าต่างกับน้ำที่ไหล และเพื่อนร่วมงานสังเกตเห็นใยยาวสีขาว ซึ่งบอกเป็นนัยถึงเฟสของก๊าซ  อาจเป็นโพรงอากาศหรือฟองอากาศ ภายในน้ำที่เป็นของเหลว

ในร่องที่ใหญ่ที่สุด คอลัมน์เหล่านี้แสดงการบิดเบี้ยวเป็นระยะๆ ทีมงานแนะนำว่าลักษณะของระยะนี้อาจเชื่อมโยงกับคุณสมบัติของดอกยาง ซึ่งรวมถึงความกว้างของร่อง ระยะห่างระหว่างร่องที่อยู่ติดกัน และตำแหน่งของร่องขวางที่เชื่อมต่อกัน ทีมงานยังได้สังเกตกระแสน้ำวนที่หมุนวนในบางร่อง

สิ่งเหล่านี้

อาจเกิดขึ้นจากการไหลรอบๆ ขอบคมของซี่โครงยาง และจำนวนดังกล่าวอาจสัมพันธ์กับอัตราส่วนระหว่างความสูงและความกว้างของร่องยาง สำหรับตอนนี้ ทีมงาน ยังระบุไม่ได้แน่ชัดว่ากระแสน้ำวนและฟองอากาศเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และจำเป็นต้องมีการศึกษาเพิ่มเติมเพื่อระบุกลไกการก่อตัว

ของพวกมัน อย่างไรก็ตาม การตั้งค่าใหม่ที่เป็นนวัตกรรมของพวกเขาน่าจะเป็นขั้นตอนแรกที่สำคัญในความพยายามเหล่านี้ ด้วยความรู้ที่มากขึ้นเกี่ยวกับความเร็วการไหลที่เกี่ยวข้องกับการเหินน้ำ วิศวกรสามารถออกแบบรูปแบบดอกยางที่เหมาะสมกว่าเพื่อลดผลกระทบให้น้อยที่สุด ในขณะที่ยังคงรักษา

ลักษณะเฉพาะนี้หมายความว่าสถานะทางอิเล็กทรอนิกส์ของกราฟีนมีความไวต่อเงื่อนไขขอบเขตเพิ่มเติม เช่น เงื่อนไขที่กำหนดโดยการม้วนกราฟีนลงในหลอด แสดงให้เห็นว่าคลื่นอิเล็กตรอนที่อยู่นิ่งจะพัฒนาได้ก็ต่อเมื่อเส้นรอบวงของท่อนาโนมีความยาวคลื่นอิเล็กตรอนหลายเท่า 

เงื่อนไขขอบเขตนี้หมายความว่าท่อนาโนเป็นโลหะแท้หรือสารกึ่งตัวนำ ซึ่งเป็นข้อเท็จจริงที่ได้รับการยืนยันในการทดลองกับท่อนาโนผนังเดียว คาดว่าจะพบพฤติกรรมที่ซับซ้อนมากขึ้นสำหรับท่อนาโนหลายชั้นเนื่องจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างชั้นที่อยู่ติดกัน และนี่คือหัวข้อของการวิจัยที่กำลังดำเนินอยู่ 

ยิ่งไปกว่านั้น การรวมนาโนทิวบ์ต่างๆ เข้าด้วยกันและเสริมด้วยอิเล็กโทรดเกท ทำให้มีศักยภาพในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่หลากหลาย ตั้งแต่สายควอนตัมไปจนถึงทรานซิสเตอร์เอฟเฟกต์สนาม

ในด้านพื้นฐาน ท่อนาโนโลหะที่สมบูรณ์แบบควรเป็นตัวนำแบบขีปนาวุธ กล่าวคือ อิเล็กตรอนทุกตัว

ที่ถูกฉีด

เข้าไปในท่อนาโนที่ปลายด้านหนึ่งควรจะออกมาที่ปลายอีกด้านหนึ่ง แม้ว่าตัวนำแบบ จะมีความต้านทานอยู่บ้าง แต่ความต้านทานนี้ไม่ขึ้นอยู่กับความยาวของมัน ซึ่งหมายความว่ากฎของโอห์มใช้ไม่ได้ แท้จริงแล้ว ตัวนำยิ่งยวด (ซึ่งไม่มีความต้านทานไฟฟ้าใดๆ) เท่านั้นที่เป็นตัวนำที่ดีกว่า

ท่อนาโนคาร์บอนที่ปราศจากข้อบกพร่องเปรียบเสมือนเส้นใยแก้วนำแสง เส้นใยที่มีแกนขนาดใหญ่เรียกว่าเส้นใยแบบมัลติโหมด เนื่องจากความยาวคลื่นหลายช่วง (หรือโหมดไอเกน) ได้รับอนุญาตให้แพร่กระจายไปตามเส้นใย โดยปกติด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน สำหรับการส่งข้อมูล ไฟเบอร์แบบโหมดเดียว

เป็นที่ต้องการเนื่องจากอนุญาตให้ใช้อัตราข้อมูลที่สูงกว่า ท่อนาโนผนังเดียวเกือบจะเป็นเส้นใยโหมดเดียวสำหรับอิเล็กตรอน ทฤษฎีทำนายการมีอยู่ของโหมดไอเกนสองโหมดที่ขยายพันธุ์สำหรับท่อนาโนที่มีผนังชั้นเดียว โดยไม่ขึ้นกับเส้นผ่านศูนย์กลางของมัน จากนั้นคาดว่าค่าการนำไฟฟ้า 

(ส่วนผกผันของความต้านทาน) จะเป็นสองเท่าของควอนตัมพื้นฐานของสื่อไฟฟ้าG 0 = 2 e 2 / hโดยที่eคือประจุของอิเล็กตรอนและhคือค่าคงที่ของพลังค์ ซึ่งหมายความว่าท่อนาโนคาดว่าจะมีความต้านทานขั้นต่ำประมาณ 6500 โอห์ม โดยไม่ขึ้นกับความยาว นอกจากนี้ ยังทำนายว่าตัวนำหนึ่งมิติ

จะมีคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ผิดปกติซึ่งไม่สามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎี ซึ่งเป็นทฤษฎีที่สามารถทำนายคุณสมบัติของวัสดุส่วนใหญ่ได้ ในที่นี้ เราจะมุ่งความสนใจไปที่การทดลองล่าสุดสองครั้งที่ตอบคำถามว่าท่อนาโนหลายผนังเป็นตัวนำแบบขีปนาวุธหรือตัวนำแบบกระจาย 

ในปี 1998 และเพื่อนร่วมงาน ในสหรัฐอเมริกาได้คิดค้นวิธีอันชาญฉลาดในการวัดค่าการนำไฟฟ้าของท่อนาโนหลายผนัง เส้นใยขนาดมหึมาของท่อนาโนที่มีผนังหลายชั้นค่อยๆ ลดลงเป็นหยดของโลหะเหลว (รูปที่ 3) เนื่องจากท่อนาโนแต่ละท่อยื่นออกมาจากเส้นใย จึงเป็นไปได้โดยการจุ่มท่อนาโน

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์