استفاده از فناوری نانو در صنعت ریخته‌گری

محققان از نانوذرات برای مستحکم‌ کردن آلیاژهای آلومینیوم و منیزیوم استفاده کردند. مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری، ۱۰ میلیون دلار جایزه به‌منظور توسعه‌ی این فناوری اختصاص داده‌است.

مؤسسه‌ی ملی استاندارد و فناوری، مبلغ ۱۰ میلیون دلار را به‌عنوان جایزه به یک گروه تحقیقاتی در دانشگاه ویسکوسین مادیسون اعطا کرده‌است. این گروه روی استفاده از فناوری نانو در ریخته‌گری کار می‌کنند که این تلاش در نهایت به ساخت نوعی نانوکامپوزیت‌های آلومینیوم و منیزیوم خواهد انجامید که دارای کیفیت بالایی هستند. این جایزه برای حمایت از ۲۰ پروژه‌ی خلاقانه در این حوزه در نظر گرفته شده‌است.

ایالت ویسکوسین یکی از ایالات مهم آمریکا در صنعت ریخته‌گری است و هم‌اکنون آنها درصدد استفاده از فناوری نانو در بهبود کیفیت محصولات خود هستند.

تولیدکنندگان در حال روی آوردن به استفاده از آلیاژهای بسیار سبک آلومینیوم و منیزیوم هستند که از آهن و فولاد مقاوم‌تر بوده، عملکرد بهتری نیز دارند. برای ساخت این آلیاژها از نانوذرات، معمولاً سرامیکی استفاده می‌شود؛ اما به‌دلیل ناممکن بودن پراکنده شدن یکنواخت نانوذرات درون فلز اصلی، این کار با دشواری‌های زیادی روبه‌رو است.

همینک این مشکل به معضل اصلی محققان تبدیل شده‌است؛ زیرا با گداخته شدن فلز، نسبت حجم به سطح آن شدیداً افزایش می‌یابد و در نتیجه امکان چسبیدن آن به نانوذرات ـ که میزان خیس شدن در آنها پایین است ـ کاهش می‌یابد و در نتیجه نانوذرات به‌صورت به هم چسبیده باقی می‌مانند.

برای رفع این مشکل دانشمندان از امواج مافوق صوت استفاده کردند؛ این امواج باعث تشکیل، رشد و ترکیدن میکروحباب‌هایی درون فلز گداخته می‌شود. ترکیدن این حباب‌ها باعث ایجاد نقطه‌ی داغی با دمای ۹۰۰۰ درجه‌ی فارنهایت می‌شود که منشأ امواج شوک‌آوری است که تفرق یکنواخت نانوذرات درون فلز گداخته‌شده نتیجه‌ی آن است.

این گروه امیدوارند تا ۵ سال آینده محصول تجاری‌شان وارد بازار گردد.