محققان آلمانی روش جدیدی برای ساخت یک روکش چندلایه ضد خوردگی که خود را ترمیم می‌کند ارائه داده‌اند. این روش شامل پیش اصلاح- سطح به‌وسیله امواج صوتی و نشاندن پلی‌الکترولیت‌ها و ممانعت‌کننده‌ها روی سطح است که منجر به تشکیل یک شبکه نانومتری پلیمری هوشمند می‌شود که برخلاف کروم(VI) ماده معمول برای کنترل خوردگی با محیط زیست‌سازگار است.
نانوروکش‌های ضد خوردگی خود را ترمیم می‌کنند
|
محققان آلمانی روش جدیدی برای ساخت یک روکش چندلایه ضد خوردگی که خود را ترمیم می‌کند ارائه داده‌اند. این روش شامل پیش اصلاح- سطح به‌وسیله امواج صوتی و نشاندن پلی‌الکترولیت‌ها و ممانعت‌کننده‌ها روی سطح است که منجر به تشکیل یک شبکه نانومتری پلیمری هوشمند می‌شود که برخلاف کروم(VI) ماده معمول برای کنترل خوردگی با محیط زیست‌سازگار است. دکتر داریا آندریوا از مؤسسه ماکس پلانک و یکی از این محققان، گفت:«نانوروکش جدید ما مقاومت بسیار بالایی در برابر حمله خوردگی، پایداری طولانی‌مدت در محیط خورنده، و روش تهیه آسان، مقرون‌به صرفه و سازگار با محیط زیست دارد. ما این روش را برای یک سطح قابل کاربرد در صنعت هوا فضا ارائه داده‌ایم؛ اما به‌طور مشابه می‌تواند برای انواع زیادی از سطوحی که کاربردهای فراوانی در فناوری‌های پیشرفته دارند نیز استفاده شود. نوآوری عمده این سیستم، روش محافظتی چندسطحی آن است. این سیستم محافظتی(چندلایه‌های هوشمند)، نه تنها به‌عنوان مانعی برای تماس‌های خارجی عمل می‌کند، بلکه نسبت به تغییرات در ساختار درونی خود نیز عکس‌العمل نشان می‌دهد و نقص‌های ایجادشده را ترمیم می‌کند.» محققان مؤسسه ماکس پلانک، کار خود را با روش ترسیب لایه‌به‌لایه(LbL) شروع کردند. این فرایند، شامل آرایش الکترواستاتیکی گام‌به‌گام گونه‌های باردار مثبت(برای مثال پلی‌الکترولیت‌ها و ممانعت‌کننده یا نانوذرات) با دقت نانومقیاس روی سطح یک بستر است، که تشکیل یک نانوروکش چند عملکردی را ممکن می‌سازد. یک مرحله جدید در این سیستم ضد خوردگی، پیش اصلاح- سطح آلیاژ آلومنیومی از طریق امواج صوتی شدید در آب با یک شاخک(horn) اولتراسونیک است. سطح آلیاژ آلومینیومی با یک فیلم اکسیدی طبیعی به ضخامت سه تا هفت نانومتر پوشیده شده‌است؛ اما این لایه نازک برای حفاظت در مقابل عوامل خوردگی مناسب نیست. از طرف دیگر این فیلم اکسیدی قدرت چسبندگی لایه‌های بعدی این نانوروکش را کاهش می‌دهد، بنابراین با امواج صوتی از روی سطح جدا می‌شود. این دانشمندان متوجه شدند که حتی روکش پلی‌الکترولیت/ ممانعت‌کننده با ضخامت نانومتری هم می‌تواند آلیاژ آلومنیوم را به‌طور مؤثری در برابر خوردگی محافظت کند. آنها توضیح می‌دهند که طبیعت و خواص روکش ضد خوردگی جدید آنها خودبه خود دارای سه ساز و کار محافظتی در برابر خوردگی است: ۱) غیر فعال‌سازی(Passivation) تجزیه فلزی به‌وسیله رهایش کنترل‌شده ممانعت‌کننده؛ ۲) کنترل تغییرات pH به‌وسیله لایه‌های پلی‌الکترولیت؛ و ۳) خود ترمیم‌کنندگی نقایص فیلم با تحرک اجزای پلی‌الکترولیت در آرایش لایه‌به‌لایه. این روکش جدید می‌تواند در صنایع هوا فضا، خودروسازی، و کشتی‌رانی و خطوط لوله گاز و نفت کاربرد داشته باشد. این محققان نتایج خود را در مجله Advanced Materials منتشر کرده‌اند. |
