Bu məqalə Science X-in redaksiya prosesinə və siyasətlərinə uyğun olaraq nəzərdən keçirilmişdir. Redaktorlar məzmunun etibarlılığını təmin edərkən aşağıdakı atributları vurğulamışlar: Qaynaq plastiki gündəlik mühəndisliyin kritik vacib hissəsidir, xüsusən də yeraltı su və qaz borularında sızmaların qarşısını almaq üçün. Onilliklər ərzində mühəndislər polietilen boruda düzgün qaynaqlanmış birləşmənin daha güclü olmasa da, borunun özü qədər güclü ola biləcəyini başa düşdülər.
Ancaq bu gücün səbəbi sirr olaraq qalır. “Physical Review Letters” jurnalında dərc olunan yeni araşdırma vasitəsilə Nyu-Yorkun Kolumbiya Universitetində Mişel Valsekçinin başçılıq etdiyi qrup fenomenin molekulyar mənşəyini anlamaq üçün ətraflı kompüter simulyasiyalarından istifadə edib. Onların tapıntıları sənayeyə plastik, o cümlədən təkrar emal edilmiş materialı daha etibarlı qaynaqlamağa kömək edə bilər.
Polietilen uzun, dolaşıq molekulyar zəncirlərdən ibarət plastik növüdür. İki qızdırılan səth bir-birinə basıldıqda, gücü bərpa etmək üçün hər tərəfdən zəncirlər bir-birinə qarışmalı və birləşmə boyunca dönməlidir. Şüşəyə bənzəyən plastiklərdə zəncirlər düzgün qarışmazsa, birləşmə zəif qalacaq.
Lakin polietilen soyuduqca, onun zəncirlərinin hissələri materiala möhkəmliyini daha çox verən nizamlı, kristal kimi strukturlara daxil olur. İndiyə qədər tədqiqatçılar kristallaşmanın qaynaq xəttində necə davrandığını hələ müşahidə etməmişlər. Prosesi aşkar etmək üçün Valsecchi komandası geniş miqyaslı molekulyar dinamika simulyasiyaları qurdu, polietilen zəncirləri üçün dayanan milyonlarla əlaqəli hissəcikləri modelləşdirdi və iki ərimiş təbəqənin birləşdiyi və sonra soyuduğunu izlədi.
Qaynaq xəttində simulyasiyalar göstərdi ki, orijinal səth oriyentasiyasının incə qalıq izləri əlavə kristal böyüməsi üçün toxum rolunu oynayır. Bu, ətrafdakı borudan daha kristallaşan və buna görə də daha sərt olan birləşmə yaratdı. Bu sərtlik birləşmənin xeyrinə işləyirdi: qaynaq gərginliyə məruz qaldıqda çatlar əmələ gətirmək əvəzinə, gücləndirilmiş tikiş uğursuzluğu ondan kənarda daha yumşaq boru materialına itələdi.
Bu molekulyar səviyyəli izahatla Valsecchi komandası təklif edir ki, qaynaq yerindən qopan borunun yaxşı qaynağın əlaməti kimi qəbul edilməsi lazımdır. İstilik temperaturu və soyutma sürəti kimi amilləri tənzimləməklə bu təbii gücləndirici effekt daha da gücləndirilə bilər. Mexanizm yeni plastik tələb etmədiyi üçün təkrar emal edilmiş polietilen yenidən əridildikdə və yenidən birləşdirildikdə də işləyir.
Xülasə — davamını mənbədə oxuyun.
