تحسين المواد المركبة من الأقمشة ثلاثية الأبعاد والمفرّغة بحبيبات السيليكا النانوية للعزل الصوتي في الأبنيةدراسة علمية في كلية الهندسة �

حظيت مواد النانو المركبة باهتمام كبير كمواد فعالة في مكونات تتراوح من أجهزة الاستشعار إلى المواد الحيوية، ومن الأجهزة الإلكترونية إلى الأجزاء الهيكلية، ولهذه المركبات الجديدة تطبيقات في مجالات عديدة، مثل الطاقة والعزل والتصنيع وصناعة البناء الحديثة.

 ومع ذلك لا تتطابق متطلبات التطبيقات الأخرى مع متطلبات العزل الصوتي، لذا من المفيد تكييف نوع المواد الأساسية ومواصفات منتجاتها، مثل حجم الحبيبات والمسامية، مع التطبيقات المختلفة وقد تُستخدم مواد أساسية أرخص مثل السيليكا المرسبة ، ومن أجل ذلك  أجريت دراسة علمية في كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية  بعنوان (تحسين المواد المركبة من الأقمشة ثلاثية الأبعاد والمفرّغة بحبيبات السيليكا النانوية للعزل الصوتي في الأبنية) .

تهدف هذه الدراسة لبحث إمكانية وتحضير وتوصيف عينات ومواد من الألياف والنُسُج التقنية، مع مواد نانوية مسامية البنى بأبعاد النانومتر (Mesoporous) بوجود مواد بوليميرية رابطة، داخل منظومة متكاملة من المواد النسيجية والمركبة منها، ليُستعاض بها عن طرائق العزل التقليدية، ولتحسين تقانة العزل الصوتي للمستوى الأفضل، من خلال استحضار أبسط تقانات النانو وأقلها كلفةً، بإضافة تلك المواد والحبيبات نانوية البنى والأبعاد إلى مصفوفة المادة النسيجية والمركبة منها، باستخدام أرخص أنواع المواد وأكثرها تداولاً في السوق الصناعية والمحلية، وبالتالي المساعدة في تأمين بيئة العمل المريحة 

استخدم في الدراسة أربع عينات جميعها من مواد مركبة نسيجية، معززة بنوعين من السيليكا النانوية،  حيث استُخدمت رغوة البولي يوريثان الصلبة كمادة أساسية حاملة لتلك الحبيبات، وراتنج الإيبوكسي لتغليف القماش، و أقمشة زجاجية نوع (E-glass) ثلاثية الأبعاد، وألياف زجاجية نوع (E-glass) ميكروية مقطعة،وبلغت النسبة المئوية لوزن حبيبات السيليكا النانوية المستخدمة في هذا البحث 5% وزناً، وهي النسبة الأفضل اقتصادياً وكافية لتعزيز معامل الامتصاص الصوتي حتى Rw = 99.79%

وخلصت الدراسة إلى أن الأداء العام للأقمشة ثلاثية الأبعاد والمفرغة ذات الشكل الهيكلي "8" والشكل المستطيل أفضل من أداء الهياكل المثلثية وشبه المنحرفة، وأن بنية النسيج الأرضي السادة (1/1) تُحسّن خصائص صفيحة المادة المركبة، بفضل ثباتها وتناسقها الجيدين، لذلك استخدم في هذا البحث أقمشة (3DWSF) ذات الهياكل (حركة خيوط قماش الجدار) على شكل "8" لبناء المادة المركبة ثلاثية الأبعاد.