فناوري نانو چيست و چگونه توليد مي شود ؟

فناوري نانو چيست و چگونه توليد مي شود ؟

تعريف اوليه فناوري نانو ، يا Nanotechnology مونتاژ اتم‌ها بود كه در سـال 1959  اولين منبع ثبت شده مـربـوط بـه آن را فيـزيكدانـي بـه نام ريچـارد فيـنمن به چاپ رسانده است.

فناوري نانو يك فناوري معكوس يعني به صورت پايين به بالا است كه اجزاي مواد را در ساختار بسيار كوچك كنار هم گذاشته و ساختاري متفاوت از مواد متداول توليد شده ايجاد مي‌كند. بنابراين مواد توليد شده به اين روش نقايص كمتر و كيفيت بالاتري دارند.

نانوكامپوزيت‌هاي پليمري در مجامع علمي و صنعتي مخصوصا در بيست سال اخير مورد توجه قرار گرفته‌اند.

براي  مثال در آمريكا در سال 1997، 116 ميليون دلار براي تحقيق در اين زمينه هزينه شد كه در سال 2004 اين رقم به 961 ميليون دلار رسيد. يعني در هفت سال تقريباً 9 برابر !!!

شركت Business communications Co. Inc. (BCC) در يك بررسي اقتصادي نشان داده است كه بازار نانوكامپوزيت‌هاي پليمري در سال 2003،24.5 ميليون پوند به ارزش 90.8 ميليون دلار بوده است و پيش بيني مي‌شود كه اين رقم با رشد متوسط 18.4 درصد در سال 2008 به 211.1 ميليون دلار برسد.

حتي پيش‌بيني شده است كه اگر پيشرفت فناوري نانو با موارد فني همگام روبه‌رو شود در بعضي از كاربردها اين بازار با سرعت بيش‌ از 20 % در سال رشد كند.

نانوكامپوزيت‌هاي پليمري جايگزيني قوي براي پليمرهاي حاوي پركننده يا آلياژهاي پليمري متداول هستند.

در نانوكامپوزيت‌ها ابعاد  تقويت به چند نانومتر مي‌رسد، بر خلاف كامپوزيت‌هاي متداول كه تقويت در آنها در ابعاد ميكرون روي مي‌دهد.

ارزش افزوده نانوكامپوزيت‌هاي پليمري تنها بر اساس بهبود خواص مكانيكي پليمر‌ها يا جايگزيني پركننده‌هاي متداول‌ نيست بلكه پركننده‌هاي نانو در مقادير بسيار كم، خواص ويژه‌اي را بدون ايجاد تغيير زياد در خواص مكانيكي يا فرآيند‌پذيري، در پليمرها ايجاد مي‌كنند كه پليمر اوليه فاقد آن است، متداول‌ترين پركننده‌هاي نانو در پليمرها، سيليكات‌هاي لايه‌اي نانو و نانولوله‌هاي كربني هستند.

پركننده‌هاي لايه‌اي در فناوري نانو سيليكا چيست ؟

سيليكات‌هايي كه در ساخت نانوكامپوزيت‌ها به كار مي‌روند، ساختاري لايه‌اي با ضخامت حدود يك نانو متر دارند كه طول آنها متغير است و به چند ميكرون هم مي‌رسد. بنابراين نسبت طول به ضخامت آن بسيار بالا و بيشتر از هزار است. اين لايه‌ها توده‌اي تشكيل مي‌دهند كه در بين آن فاصله‌هايي وجود دارد كه از اين پس آنها را با نام بين‌لايه‌ها (interlayer) خواهيم شناخت.

با جايگزيني ايزومورفيك بين لايه‌ها ، يك بار منفي ايجاد مي‌شود كه ساختار آلكالي يا آلكالين كاتيون‌هاي معدني درون بين لايه‌ها را موازنـه مـي‌كند. سطح كاتيـون‌ها مانند يـون‌هاي توده‌اي (bulky) آلكيل آمونيوم، فاصله بين لايه‌ها را افزايش داده و انرژي سطحي پركننده را كاهش مي‌دهد. بنابراين اين پركننده‌هاي اصلاح شده كه به رس آلي (OrganoClay)  معروفند، با پليمرها سازگارتر و نانوكامپوزيت‌هاي لايه‌اي با سـيليـكا شكل مي‌گيرد.

در اين بين ، مـونت‌موريلونيت  (montmorillonite)، هكتوريت (hectorite) و ساپونيت (saponite) متداول‌ترين پركننده‌هاي سيليكايي لايه‌اي هستند.

روش‌هاي ساخت نانوكامپوزيت‌ها چگونه است ؟

در صنايع پليمري نانوسيليكات‌ها، متداول‌تر از بقيه مواد نانو هستند. روش‌هاي مختلفي براي ساخت نانوكامپوزيت‌هاي سيليكات‌هاي لايه‌اي به كار رفته است. اما سه روش، استفاده بيشتري دارند.

1. پليمريزاسيون درجا (insitu-polymerization)

براي اولين بار در تهيه مواد پليمري حاوي نانوكلي(clay)  بر پايه پلي‌آميد-6 اين روش  به كار رفته است. در اين روش سيليكاهاي لايه‌اي به وسيله مونومر مايع يا محلول مونومر، متورم مي‌شود، سپس مونومرها به درون لايه‌ها سيليكات نفوذ كرده و پليمريزاسيون در بين لايه‌ها اتفاق مي‌افتد.

1. روش محلولي:

روش محلولي مشـابه روش قبـلي است. رس آلي در يك حلال قطبي مانند تولوئن يا NَN,- دي متيل فرماميد متورم شده، و پليمر حل شده در حلال به محلول قبلي افزوده شده و بين لايه‌ها جاي مي‌گيرد. سپس تبخير حلال شكل ميگيرد كه معمولاً در خلاء اتفاق مي‌افتد. اين روش براي همه مواد پليمري قابل اجراست اما اشكال عمده آن غير قابل اجرا بودن آن در مقياس صنعتي مي‌باشد.

1. روش اختلاط مذاب:

در اين روش پليمر مذاب كه داراي ويسـكوزيـتـه پاييـني است با پركننـده نـانوكليِ(clay)  آميخته مي‌شود. در اين روش به دليل افزايش بي‌نظمي، پليمر به داخل لايه‌هاي كلي(clay) نفوذ مي‌كند(شكل1). اين روش، به دليل پتانسيل بالايي كه براي اجرا در مقياس صنعتي دارد به شدت مورد توجه قرار گرفته است و نانوكامپوزيت‌هاي كلي(clay) بسيار زيادي به روش اكستروژن توليد شده است. تعداد زيادي از ترموپلاستيك‌هاي قطبي مانند پلي‌آميد-6، اتيل وينيل استات و پلي استايرن به اين روش درون لايه‌هاي سيليكاتي نفوذ كرده‌‌اند اما در مورد پلي اولفين‌ها كه مصرف بسيار زيادي نيز دارند اين فرآيند موفق نبوده است. اجراي اين روش در لاستيك‌ها به دليل ويسكوزيته بسيار زياد و پديده‌هاي الاستيك با موانع زيادي روبرو است و همين امر دليل عدم پيشرفت قابل توجه نانوكامپوزيت‌هاي الاستومري در مقايسه با پلاستيك‌ها است.

ساختار نانوكامپوزيت‌هاي كلي (clay)  چگونه است ؟

بسته به طبيعت اجزاي يك نانوكامپوزيت مانند نوع پليمر، ماتريس و سيليكات لايه‌اي يا كاتيون آلي بين لايه‌هاي سيليكاتي سه ساختار در نانوكامپوزيت‌ها ممكن است ايجاد شود

1. ساختار فاز‌هاي جدا:

اگر پليمر نتواند بين لايه‌هاي سيليكاتي نفوذ كند يك ميكروكامپوزيت توليد مي‌شود كه مانند كامپوزيت‌هاي متداول بوده و امكان جدايي فازي در آن وجود دارد. به جز اين نوع متداول كامپوزيت‌ها، امكان ايجاد دو ساختار ديگر وجود دارد.

1. ساختار لايه لايه (Intercalated structures)

اين ساختار با نفوذ يك يا چند زنجير پليمري به درون لايه‌هاي سيليكا و ايجاد ساختار ساندويچي حاصل مي‌شود.

1. ساختار پراكنده يا پخش شده exfoliated ordelaminated structure)) :

اين ساختار وقتي حاصل مي‌شود كه لايه‌هاي پركننده سيليكاتي به طور همگن و يكنواخت در بستر پليمري توزيع شده باشند. اين ساختار لايه‌هاي كاملاً جدا شده از اهميت بسيار ويژه‌اي برخوردار است زيرا بر همكنش لايه‌هاي كلي(clay) و پليمر را به حداكثر رسانده و تغييرات بسيار مشهودي را در خواص فيزيكي مكانيكي پليمر ايجاد مي‌كند.

خواص نانوكامپوزيت‌ها در چيست؟

نانوكامپوزيت‌ها در مقادير 5-2 درصد وزني، خواص پليمرهاي خالص را به طرز قابل توجهي بهبود مي‌دهند. اين ارتقاي خواص عبارتند از:

• خواص عبور پذيري (barrier) مانند نفوذپذيري و مقاومت در برابر حلال‌ها؛
• خواص نوري
• هدايت يوني خواص ديگر حاصل از ساختار لايه‌اي نانو سيليكات‌ها در نانوكامپوزيت‌هاي پليمري، افزايش پايداري حرارتي و مقاومت در برابر شعله (آتش) در مقادير بسيار كم پركننده مي‌باشد.

كاربرد فناوري نانو در صنعت لاستيك چيست ؟

با توجه به تحقيقات به عمل آمده 4 ماده نانومتري هستند كه كاربرد فراواني در صنعت لاستيك سازي پيدا كرده اند. اين چهار ماده مورد نظر عبارتند از :

• اكسيدروي نانومتري(NanoZnO)
• نانوكربنات كلسيم
• الماس نانومتري
• ذرات نانومتري خاك رس

با اضافه كردن اين مواد به تركيبات لاستيك، به دليل پيوندهايي كه در مقياس اتمي بين اين مواد و تركيبات لاستيك صورت مي گيرد، علاوه بر اين كه خواص فيزيكي آنها بهبود مي يابد، مي توان به افزايش مقاومت سايش، افزايش استحكام، بهبود خاصيت مكانيكي، افزايش حد پارگي و حد شكستگي اشاره كرد

همچنين در زيبايي ظاهري لاستيك نيز تاثير گذاشته و باعث لطافت، همواري، صافي و ظرافت شكل ظاهري لاستيك مي گردد. همه اينها به نوبه خود باعث مي شود كه محصولات نهايي، مرغوبتر، با كيفيت بالا، زيبايي و در نهايت بازارپسند باشند و توانايي رقابت در بازارهاي داخلي و جهاني را داشته باشند.

كاربرد اكسيدروي نانومتري (NanoZnO) در لاستيك:

اكسيدروي نانومتري مادهاي غيرآلي و فعال است كه كاربرد گسترده اي در صنعت لاستيك سازي دارد.كوچكي كريستالها و خاصيت غيرچسبندگي آنها باعث شده كه اكسيدروي نانومتري به صورت پودرهاي زردرنگ كروي و متخلخل باشد.از خصوصيات استفاده از اين تكنولوژي در صنعت لاستيك، مي توان به پايين آمدن هزينه ها، بازدهي بالا، ولكانيزاسيون(Volcanization) خيلي سريع و هوشمند و دامنه دمايي گسترده اشاره كرد.

اثرات سطحي و فعاليت بالاي اكسيدروي نانومتري ناشي از اندازة بسيار كوچك، سطح موثر خيلي زياد وكشساني خوب آن است. استفاده از اكسيد روي نانومتري در لاستيك باعث بهبود خواص آن مي شود از جمله ميتوان به زيبايي و ظرافت بخشيدن به آن، صافي و همواري شكل ظاهري، افزايش استحكام مكانيكي لاستيك، افزايش مقاومت سايشي (خاصيت ضد اصطكاكي و سايش)، پايداري دمايي بالا، طول عمر زياد و همچنين افزايش حد پارگي تركيبات لاستيك اشاره كرد كه همگي اينها بصورت تجربي ثابت شده است.

براساس نتايج بدست آمده ميتوان نتيجه گرفت بهبود يافتن خواص فيزيكي لاستيك در اثر اضافه شدن ZnO ناشي از پيوند ساختار نانومتري اكسيد روي با مولكولهاي لاستيك است كه در مقياس اتمي صورت مي گيرد. اكسيد روي نانومتري در مقايسه با اكسيد روي معمولي داراي اندازة بسيار كوچك ولي در عوض داراي سطح موثر بسيار زيادي مي باشد. از لحاظ شيميايي بسيار فعال و همچنين به دليل اينكه پيوندهاي بين اكسيدروي نانومتري و لاستيك در مقياس مولكولي انجام مي گيرد، استفاده از اكسيدروي نانومتري خواص فيزيكي و خواص مكانيكي از قبيل حد پارگي، مقاومت سايشي و … تركيبات لاستيك را بهبود مي بخشد.

كاربرد نانوكربنات كلسيم در لاستيك:

نانوكربنات كلسيم به طور گسترده اي در صنايع لاسيتك به كار مي رود، زيرا اثرات خيلي خوبي نسبت به كربنات معمولي بر روي خواص و كيفيت لاستيك دارد.استفاده از نانوكربنات كلسيم در صنايع لاستيك باعث بهبود كيفيت و خواص تركيبات لاستيك مي شود. از جمله مزاياي استفاده از نانوكربنات كلسيم مي توان به توانايي توليد در مقياس زياد، افزايش استحكام لاستيك، بهبود بخشيدن خواص مكانيكي )افزايش استحكام مكانيكي) و انعطاف پذير شدن تركيبات لاستيك اشاره كرد. همچنين علاوه بر بهبود خواص فيزيكي، تركيبات لاستيك در شكل ظاهري آنها نيز تاثير مي گذارد و به آنها زيبايي و ظرافت مي بخشد كه اين خود در مرغوبيت كالا و بازارپسند بودن آن تاثير بسزايي دارد.نانوكربنات كلسيم سبك بيشتر در پلاستيك و پوشش دهي لاستيك به كار ميرود.

براي به دست آوردن مزاياي ذكر شده، نانوكربنات كلسيم به لاستيكهاي طبيعي و مصنوعي از قبيل NP، EPDM ،SBS ،BR ،SBR اضافه مي گردد. نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه استحكام لاستيك بسيار بالا مي رود.

استحكام بخشي نانوكربنات كلسيم برخواسته از پيچيدگي فيزيكي ناشي از پيوستگي در پليمرهاي آن و واكنشهاي شيميايي ناشي از سطح تعميم يافته آن است.نانوكربنات كلسيم سختي لاستيك و حد گسيختگي پليمرهاي لاستيك را افزايش داده و حداكثر تواني كه لاستيك مي تواند تحمل كند تا پاره شود را بهبود مي بخشد. همچنين مقاومت لاستيك را در برابر سايش افزايش مي دهد.به كار بردن نانوكربنات كلسيم هزينه ها را پايين مي آورد و سود زيادي را به همراه دارد و همچنين باعث به روز شدن تكنولوژي و توانائي رقابت در عرصه جهاني مي گردد.

به طور كلي نانوكربنات كلسيم در موارد زيادي به طور كلي يا جرئي به تركيبات لاستيك جهت افزايش استحكام آنها افزوده مي شود.

كاربرد ساختارهاي نانومتري الماس در لاستيك:

الماس نانومتري به طور گسترده اي در كامپوزيت ها و از جمله لاستيك در مواد ضد اصطكاك، مواد ليزكننده به كار مي رود. اين ساختارهاي نانومتري الماس از روش احتراق توليد مي شوند كه داراي خواص برجسته اي هستند از جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد:

• ساختار كريستالي – بلوري
• سطح شيميايي كاملا ناپايدار
• شكل كاملا كروي
• ساختمان شيميايي بسيار محكم
• فعاليت جذب سطحي بسيار بالا

در روسيه، الماس نانومتري با درصدهاي مختلف به لاستيك طبيعي ، Poly Soprene Rubber  و FluorineRubber  براي ساخت لاستيك هايي كه در صنعت كاربرد دارند از قبيل كاربرد در تاير اتومبيل، لوله هاي انتقال آب و … مورد استفاده قرار مي گيرد.

نتايج به دست آمده نشان مي دهد كه با اضافه كردن ساختارهاي نانومتري الماس به لاستيك ها خواص آنها به شكل قابل توجهي بهبود مي يابد از جمله مي توان به :

• 4  الي 5 برابر شدن خاصيت انعطاف پذيري لاستيك
• افزيش 2 الي 5/2 برابري درجه استحكام
• افزايش حد شكستگي تا حدود 2 Kg/cm700-620
• 4  برابر شدن قدرت بريده شدن آنها
• و همچنين به اندازة خيلي زيادي خاصيت ضدپارگي آنها در دماي بالا و پايين بهبود مي يابد.

كاربرد ذرات نانومتري خاك رس در لاستيك:

يكي از مواد نانومتري كه كاربردهاي تجاري گسترده اي در صنعت لاستيك پيدا كرده است و اكنون شركت هاي بزرگ لاستيك سازي بطور گسترده اي از آن در محصولات خود استفاده مي كنند، ذرات نانومتري خاك رس است كه با افزودن آن به لاستيك خواص آن بطور قابل ملاحظه اي بهبود پيدا مي كند كه از جمله مي توان به موارد زير اشاره كرد :

• افزايش مقاومت لاستيك در برابر سايش
• افزايش استحكام مكانيكي
• افزايش مقاومت گرمايي
• كاهش قابليت اشتعال
• بهبود بخشيدن اعوجاج گرمايي

چند ايده هاي مطرح شده جهت كاربردهاي بيشتر و بهتر در فناوري نانو : 

1. افزايش دماي اشتعال لاستيك : تهيه نانوكامپوزيت الاستومرها از جملهSBR مقاوم، به عنوان مواد پايه در لاستيك سبب بهبود برخي خواص از جمله افزايش دماي اشتعال و استحكام مكانيكي بالامي شود و دليل اصلي آن حذف مقدار زيادي از دوده است.

1. كاهش وزن لاستيك : تهيه و بهينه سازي نانوكامپوزيت الاستومرها با وزن كم از طريق جايگزين كردن اين مواد با دوده در لاستيك، امكان حذف درصد قابل توجهي دوده توسط درصد بسيار كم از نانوفيلر وجود دارد. بطوريكه افزودن حدود 3 تا 5 درصد نانوفيلر مي تواند استحكام مكانيكي معادل 40 تا 45 درصد دوده را ايجاد كند. بنابراين با افزودن 3 تا 5 درصد نانوفيلر به لاستيك، وزن آن به مقدار قابل توجهي كاهش مي يابد.

1. افزايش مقاومت در مقابل نفوذپذيري گاز : نانوكامپوزيت الاستومرها بويژه EPDM بدليل دارا بودن ضريب عبوردهي كم نسبت به گازها بويژه هوا مي توانند در پوشش داخلي تاير و تيوب ها مورد استفاده قرار مي گيرد. زيرا يكي از ويژگيهاي نانوكامپوزيت EPDM مقاومت بسيار بالاي آن در برابر نفوذ و عبور گازها مي باشد. بنابراين اين نانوكامپوزيت ها مي تواند جايگزين مواد امروزي گردد. همچنين اين نانوكامپوزيت ها از جمله الاستومرهايي است كه مي تواند در آلياژهاي مختلف با ترموپلاستيكها كاربردهاي وسيعي را در صنعت خوردو داشته باشد.

1. قطعات لاستيكي خودرو : نانوكامپوزيت ترموپلاست الاستومرها مي تواند به عنوان يك ماده پرمصرف در صنايع ساخت و توليد قطعات خوردو بكار رود. از ويژگي هاي اين مواد، بالا بودن مدول بالا ، مقاومت حرارتي، پايداري ابعاد، وزن كم، مقاومت شعله مي باشد. لذا نانوكامپوزيت ترموپلاستيك الاستومرهاي پايه EPDM و PP مي توانند تحول چشمگيري را در ساخت قطعات خوردو ايجاد نمايد.

1. افزايش مقاومت سايشي لاستيك : استفاده از نانوسيليكا و نانواكسيدروي در تركيبات تاير سبب تحول عظيمي در صنعت لاستيك مي شود. بطوريكه با افزودن اين مواد به لاستيك علاوه بر خواصي ويژه اي كه اين مواد به لاستيك مي دهند، امكان افزايش مقاومت سايشي اين لاستيكها وجود دارد.

1. نسبت وزن تاير به عمر آن : با افزودن ميزان مصرف يكي از نانوفيلرها مي توان مصرف دوده را پايين آورد. به عبارت ديگر اگر وزن تاير كم شود، عمر لاستيك افزايش مي يابد. بنابراين جهت بالا بردن عمرلاستيك كافي است با افزودن يك سري مواد نانومتري به لاستيك عمر آن را افزايش داد.

استفاده از نانولوله‌هاي كربني حساس به رامان در ولكانيزاسيون لاستيك طبيعي

در حال حاضر كاربرد نانولوله‌ها در تقويت پليمرها باعث بهبود خواص گرمايي و الكتريكي مي‌شود. اگر چه ساخت كامپوزيت‌هاي لاستيكي همراه با نانولوله كربني تك‌ ديواره هنوز با موانع فني متعددي روبه‌روست كه بايد حل شود؛ در ميان اينها يكي از اصلي‌ترين مسائل مورد توجه پراكندگي نانولوله‌هاي كربني است.

امواج صوتي يكي از روش‌هاي پراكندگي مؤثر است. اگر چه امواج صوتي براي مدت طولاني و با قدرت زياد داراي آثار تخريبي است، يكي از روش‌هاي پراكندگي مؤثر است. با وجود اين مي‌توان از يك سطح بهينه از امواج صوتي  (SONICATION)  استفاده كرد. از موانع ديگر مي‌توان به گران بودن نانولوله‌هاي كربني تك‌ديواره اشاره كرد كه البته ممكن است بهسازي خصيصه مكانيكي تركيب ارزش اين هزينه كردن را نداشته باشد. نانولوله‌هاي كربني تك‌ديواره ارزش استفاده در برخي كاربرد‌ها نظير حسگر كششي رامان، مواد انباره هيدروژن و تركيبات خازني سطح بالا را دارند. طيف‌بيني رامان براي اثبات وجود نانولوله‌هاي كربني، تعيين قطر نانولوله‌ها، توزيع قطري بسته‌هاي نانولوله مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نانولوله‌هاي كربني تك‌ديواره طيف رامان متمايزي دارند. در اين آزمايش بي‌نظمي پيك *D رامان تهييج شده مربوط به نانولوله‌هاي كربني كه در محدوده 2500  تا 2700 Cm-1 قرار دارد، مورد بررسي قرار مي‌گيرد.

از نانولوله‌هاي كربني تك‌ديواره مي‌توان به عنوان حسگر فشار استفاده كرد. پيك *D براي تشخيص كشش و انتقال در پليمر‌ها مورد استفاده قرار مي‌گيرد و به وسيله طيف‌بيني رامان تعيين كميت مي‌شود. اين نوع از كاربرد تنها به ميزان كمي از نانولوله‌هاي كربني كمتر از 5/0درصد وزني نياز دارد و حساسيت اندازه‌گيري مي‌تواند در مقياس بزرگ ماكرو و ميزان مولكولي باشد. نانولوله‌هاي كربني همچنين مي‌توانند در الاستومرها براي سنجش فشار‌هاي بينابيني مورد استفاده قرار گيرند. ويژگي‌هاي يك الاستومر ويژه با ماهيت اتصالات عرضي در شبكه مشخص مي‌شود. در حالي كه هنوز گوگرد به مراتب مؤثرترين عامل ولكانش است افزودن ميزان كمي از تسريع‌كننده‌ها نه فقط فرايند‌ها را تسريع مي‌كند، بلكه كميت و نوع اتصالات عرضي شكل گرفته در ولكانش را نيز تعيين مي‌كند. مطالعات مختلف در مورد اثر ساختار‌هاي اتصالا ت عرضي در ولكانش لاستيك با استفاده از گوگرد براي چندين دهه مورد بررسي قرار گرفته است. دانسيته تراكم اتصالات عرضي عامل مهمي است كه بر ويژگي‌هاي فيزيكي شبكه الاستومري ولكانيزه شده تأثير مي‌گذارد. دانسيته تراكم يك شبكه اساساً به تعداد زنجيره‌ها، وزن مولكولي و نسبت گوگرد به شتاب‌دهنده بستگي دارد. چندين روش براي ارزيابي تراكم اتصالات عرضي وجود دارد. متورم كردن به وسيله يك حلال ارگانيك يكي از متداول‌ترين روش‌ها براي توصيف شبكه‌هاي الاستومر است. اندازه گيري‌هاي تنش-كرنش يكي از روش‌هاي غير مستقيم براي اندازه‌گيري ميزان تراكم اتصالات عرضي است. هدف اصلي اين روش ساخت كامپوزيت (SWNT/NR) و مقايسه ويژگي‌هاي مكانيكي كامپوزيت و لاستيك طبيعي خالص است. بعد از آن امكان استفاده از نانوحسگرهاي رامان براي توصيف شرايط ايجادلاستيك طبيعي با استفاده از ميزان‌هاي مختلفي از گوگرد بررسي مي‌شود. داده‌هاي تنش-كرنش تك‌محوري براي تحليل تراكم اتصالات عرضي الاستومرهاي ولكانيزه شده استفاده مي‌شود و سپس از آن با نتيجه تحليل رامان مقايسه مي‌شود.