عصر ایران - وقتی صحبت از موادی می شود که باید در برابر کشش، ضربه، حرارت و شرایط سخت دوام بیاورند، کمتر ماده ای به اندازه کولار شناخته شده است. این الیاف مصنوعی که امروزه بیش از هر چیز با جلیقه های ضدگلوله و تجهیزات حفاظتی شناخته می شود، در واقع کاربردهایی بسیار گسترده تر دارد؛ از هواپیما و خودرو گرفته تا کابل های نوری، تجهیزات ورزشی و لباس های مقاوم در برابر حرارت.
کولار به دلیل نسبت استثنایی استحکام به وزن توانسته جایگاه ویژه ای در صنایع مختلف پیدا کند. ماده ای سبک که می تواند در شرایطی که وزن و مقاومت هر دو اهمیت دارند، عملکرد قابل توجهی از خود نشان دهد.
اما کولار چگونه ساخته شد و چه ویژگی هایی دارد که آن را تا این اندازه ارزشمند کرده است؟
داستان کشف کولار؛ یک کشف مهم در آزمایشگاه دوپونت
داستان کولار به سال 1965 بازمی گردد؛ زمانی که استفانی کولک (Stephanie Kwolek)، شیمیدان شرکت دوپونت، روی ساخت نوعی الیاف سبک و مقاوم کار می کرد.
هدف اولیه این تحقیقات، پیدا کردن ماده ای بود که بتواند در ساخت تایرهای خودرو به جای فولاد مورد استفاده قرار گیرد. فولاد مقاومت بسیار بالایی داشت، اما وزن زیاد آن یک مشکل مهم محسوب می شد.
کولک هنگام کار با یک محلول پلیمری به ماده ای متفاوت برخورد کرد. این محلول برخلاف انتظار، رفتاری غیرمعمول داشت و پس از فرآوری می توانست به الیافی بسیار مقاوم تبدیل شود.
آزمایش های بعدی نشان دادند که این الیاف جدید نه تنها بسیار سبک است، بلکه استحکام کششی فوق العاده ای نیز دارد و در برابر حرارت هم مقاومت قابل توجهی از خود نشان می دهد.
این ماده بعدها با نام کولار (Kevlar) وارد بازار شد و خیلی زود مشخص شد که قابلیت های آن فراتر از صنعت تایرسازی است. کولار دقیقا چیست؟
کولار در خانواده ای از پلیمرهای مصنوعی به نام آرامیدها (Aramids) قرار می گیرد و به طور مشخص یک پاراآرامید (Para-Aramid) است.
ساختار مولکولی این ماده باعث شده زنجیره های پلیمری آن در کنار یکدیگر آرایش بسیار منظمی داشته باشند. پیوندهای هیدروژنی قدرتمند میان این زنجیره ها نیز به افزایش استحکام و سختی الیاف کمک می کنند.
به زبان ساده، ساختار داخلی کولار به گونه ای است که نیرو را در امتداد الیاف به خوبی تحمل و توزیع می کند. نتیجه، ماده ای است که با وجود وزن کم، مقاومت مکانیکی بالایی دارد. …
