نانوروکش‌های بسیار مقاوم در برابر خوردگی

دانشمندان درآزمایشگاه ملی بروکهاون آمریکا برای روکش‌دهی سطوح فلزها با یک فیلم خیلی نازک حاوی نانوذرات روشی توسعه داده اند که مقاومت فلزها در برابر خوردگی را افزایش داده و استفاده ازکروم سمی برای این هدف را حذف می‌کند.

توشیفامی سوگاما، یک محقق مهمان در آزمایشگاه بروکهاون می‌گوید: روکش ما با استفاده از یک فرآیند سه یا دو مرحله‌ای مستقیماً روی فلز ایجاد می‌شود. این فرآیند با ایجاد پیوند عرضی بین اجزاء تشکیل‌دهنده یک ساختار فیلمی نازک تولید می‌کند. این روکش یک لایه‌ی به ضخامت کمتر از ۱۰ نانومتر است که فلز را در مقابل خوردگی حتی در شرایط سخت محافظت می‌کند.

مقاومت در برابر خوردگی برای فلز‌های استفاده‌شده در گستره‌ی وسیعی از کاربردها، از الکترونیک گرفته تا صنعت هوافضا، بسیار مهم است. به طور مرسوم، مواد مرکبی حاوی کروم سمی بهترین مقاومت در برابر خوردگی را دارند. روش این محققان به چندین هدف می‌رسد: سمیت کم و مقاومت خورگی عالی در فیلمی که ضخامتی کمتر از ۱۰ نانومتر دارد و می‌تواند برای گستره‌ی وسیعی از فلزها شامل آلومینیوم، فولاد، نیکل، روی، مس و برنز، بکار برده شود.

این نانوروکش با توجه به کاربرد عملی‌اش می‌تواند با روش‌های مختلفی ایجاد شود. در یکی از روش‌ها می‌تواند به صورت یک محلول مایع استفاده شود که روی فلز اسپری می‌شود یا فلز در آن غوطه‌ور می‌شود. این فلز سپس چندین مرحله را طی می‌کند که یکی از آنها گرم‌کردن برای یک دوره‌ی زمانی برای انجام واکنش‌های پیوند عرضی بین اجزاء، می‌باشد. طی این واکنش‌های پیوند عرضی، نانوذرات اکسید فلزی ممانعت کننده از خوردگی از قبیل اکسیدهای مبتنی بر سریم ایجاد می‌شوند.

سوگاما می‌گوید: عواملی کلیدی که عملکرد ضدخورگی این روکش‌های خیلی نازک را حداکثر می‌کند، عبارتند از: ابرآب‌گریزی آن، ترسیب نانوذرات اکسید فلزی روی سطح فلز و چسبندگی عالی آنها به فلز. ترکیب این عوامل خوردگی فلز‌ها را به طور قابل ملاحظه‌ای کاهش می‌دهد.

این محققان نتایج خود را با شماره ۷۵۰۷۴۸۰ ثبت اختراع کرده‌اند.