محققان دانشگاه تربیت مدرس تهران، موفق به ساخت پوششی شدند که، دارای ویژگی خودتمیزشوندگی است. این پوشش جهت کاربرد در صنایع برق کشور، به ویژه در مناطقی که میزان آلاینده‌های صنعتی زیاد است، بسیار پرکاربرد خواهد بود. خواص آبدوستی و فتوکاتالیستی این پوشش در محدوده نور مرئی بسیار مناسب است.
بهبود خواص پوشش‌های مورد استفاده در عایق‌های الکتریکی
محققان دانشگاه تربیت مدرس تهران، موفق به ساخت پوششی شدند که، دارای ویژگی خودتمیزشوندگی است. این پوشش جهت کاربرد در صنایع برق کشور، به ویژه در مناطقی که میزان آلاینده‌های صنعتی زیاد است، بسیار پرکاربرد خواهد بود. خواص آبدوستی و فتوکاتالیستی این پوشش در محدوده نور مرئی بسیار مناسب است.
عایق‌های مورد استفاده در صنایع برق کشور، مقره‌های پرسلانی است. این قطعات وظیفه جداسازی مسیرهای خطوط فشار قوی از زمین را برعهده دارند. مقره‌ها، عایق‌های برگشت‌پذیری هستند که تحت ولتاژهای بالا از بین می‌روند و دیگر قابل استفاده نخواهند بود. لذا باید از استقامت الکتریکی و مکانیکی خاصی برخوردار باشند.
یکی از مشکلات این عایق ها این است که به محض نشستن آلاینده های آلی بر روی سطوحشان (بخصوص در مناطق جنوب کشور به دلیل تجمع زیاد صنایع شیمیایی)، خاصیت عایق بودن را از دست داده و رسانا می‌شوند. از این رو در این طرح، اقدام به تولید پوشش‌های خودتمیزشونده بر روی زیرلایه‌های پرسلانی شده است. این پوشش با تکیه بر خاصیت فتوکاتالیستی، در معرض نور خورشید و با جذب انرژی آن، شروع به تجزیه آلاینده‌ها کرده و از تعطیل شدن (Shut down) خطوط فشار قوی در نقاط حساس صنایع پتروشیمی جلوگیری می‌کند. برای این منظور، لایه نازک تیتانیا با درصدهای بهینه از کاتیون‌های فلزی قلع (Sn) و نوبیوم (Nb) به روش غوطه‌وری (Dip-Coating)، بر روی زیرلایه پرسلانی پوشش داده شده و خواص فتوکاتالیستی، آبدوستی و همچنین خواص سطحی نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. ترکیب بهینه محلول پوشش‌دهی و نیز شرایط بهینه فرایند، با بکارگیری طراحی تاگوچی مشخص شده است.
بنا به نتایج، پوشش تولیدی دارای اندازه ذرات نانومتری است که از سطح ویژه بسیار بالا برخوردارند. ضخامت این پوشش ۲۰۰ نانومتر است و بازده فرآیند فتوکاتالیستی آن نسبت به پوشش خالص تیتانیا افزایش چشمگیری دارد. خواص آبدوستی لایه نازک تیتانیا در حضور کاتیون Sn نسبت به Nb، بهتر و زاویه تماس قطرات آب با آن کمتر است. لازم به ذکر است خاصیت فتوکاتالیستی این پوشش، به علت استفاده از کاتیون‌های فلزی، از محدوده نور فرابنفش (UV) به محدود نور مرئی منتقل شده است. جذب نور خورشید و فعال شدن فرایند فتوکاتالیستی توسط پوشش، سبب تجزیه آلاینده می‌شود. بر اثر خاصیت آبدوستی نیز، آلاینده‌ها از سطح شیشه‌ها پاک می‌شوند.
به گفته دکتر بهزاد کوزه‌گر کالجی، عضو هیئت علمی دانشگاه ملایر، ویژگی آبدوستی و فتوکاتالیستی پوشش‌های لایه نازک تیتانیا، فقط در محدوده نور UV، فعال است. در این تحقیق، با استفاده همزمان دو کاتیون فلزی، خاصیت فتوکاتالیستی و آبدوستی پوشش تیتانیا در محدوده نور مرئی نیز بهبود یافته است. همچنین بازده فتوکاتالیستی پوشش تحت تابش نور خورشید، در صورت استفاده همزمان کاتیون‌های Sn و Nb در شبکه تیتانیا، نسبت به استفاده جداگانه این کاتیون‌ها بالاتر است. این محصول گزینه مناسبی جهت پوشش‌دهی عایق‌های پرسلانی مورد استفاده در صنایع برق به شمار می‌رود.
همچنین، استفاده از این پوشش‌ها بر روی آیینه‌های ماشین، جهت جلوگیری از نشستن بخار روی شیشه و کاهش دید راننده، و نیز نمای ظاهری آپارتمان‌هایی با طبقات زیاد، که برای تمیز کردن آن‌ها نیاز به هزینه‌های بسیار بالایی است، بسیار مفید خواهد بود.
این محققان در ادامه این طرح در تلاشند، پوشش‌های آب‌دوست خودتمیزشونده را با مواد اولیه تجاری و کم هزینه‌تر تولید نمایند.
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر بهزاد کوزه‌گر کالجی و با همکاری نوید حسین‌آبادی (دانشجوی دکتری مهندسی مواد در دانشگاه تربیت مدرس تهران) و راهنمایی دکتر رسول صراف ماموری(عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس تهران) انجام شده است، در مجله Journal of Sol-Gel Science and Technology (جلد ۶۹، شماره ۲، ماه فوریه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۴۱۲ تا ۴۱۷) منتشر شده است.
عایق‌های مورد استفاده در صنایع برق کشور، مقره‌های پرسلانی است. این قطعات وظیفه جداسازی مسیرهای خطوط فشار قوی از زمین را برعهده دارند. مقره‌ها، عایق‌های برگشت‌پذیری هستند که تحت ولتاژهای بالا از بین می‌روند و دیگر قابل استفاده نخواهند بود. لذا باید از استقامت الکتریکی و مکانیکی خاصی برخوردار باشند.
یکی از مشکلات این عایق ها این است که به محض نشستن آلاینده های آلی بر روی سطوحشان (بخصوص در مناطق جنوب کشور به دلیل تجمع زیاد صنایع شیمیایی)، خاصیت عایق بودن را از دست داده و رسانا می‌شوند. از این رو در این طرح، اقدام به تولید پوشش‌های خودتمیزشونده بر روی زیرلایه‌های پرسلانی شده است. این پوشش با تکیه بر خاصیت فتوکاتالیستی، در معرض نور خورشید و با جذب انرژی آن، شروع به تجزیه آلاینده‌ها کرده و از تعطیل شدن (Shut down) خطوط فشار قوی در نقاط حساس صنایع پتروشیمی جلوگیری می‌کند. برای این منظور، لایه نازک تیتانیا با درصدهای بهینه از کاتیون‌های فلزی قلع (Sn) و نوبیوم (Nb) به روش غوطه‌وری (Dip-Coating)، بر روی زیرلایه پرسلانی پوشش داده شده و خواص فتوکاتالیستی، آبدوستی و همچنین خواص سطحی نمونه‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. ترکیب بهینه محلول پوشش‌دهی و نیز شرایط بهینه فرایند، با بکارگیری طراحی تاگوچی مشخص شده است.
بنا به نتایج، پوشش تولیدی دارای اندازه ذرات نانومتری است که از سطح ویژه بسیار بالا برخوردارند. ضخامت این پوشش ۲۰۰ نانومتر است و بازده فرآیند فتوکاتالیستی آن نسبت به پوشش خالص تیتانیا افزایش چشمگیری دارد. خواص آبدوستی لایه نازک تیتانیا در حضور کاتیون Sn نسبت به Nb، بهتر و زاویه تماس قطرات آب با آن کمتر است. لازم به ذکر است خاصیت فتوکاتالیستی این پوشش، به علت استفاده از کاتیون‌های فلزی، از محدوده نور فرابنفش (UV) به محدود نور مرئی منتقل شده است. جذب نور خورشید و فعال شدن فرایند فتوکاتالیستی توسط پوشش، سبب تجزیه آلاینده می‌شود. بر اثر خاصیت آبدوستی نیز، آلاینده‌ها از سطح شیشه‌ها پاک می‌شوند.
به گفته دکتر بهزاد کوزه‌گر کالجی، عضو هیئت علمی دانشگاه ملایر، ویژگی آبدوستی و فتوکاتالیستی پوشش‌های لایه نازک تیتانیا، فقط در محدوده نور UV، فعال است. در این تحقیق، با استفاده همزمان دو کاتیون فلزی، خاصیت فتوکاتالیستی و آبدوستی پوشش تیتانیا در محدوده نور مرئی نیز بهبود یافته است. همچنین بازده فتوکاتالیستی پوشش تحت تابش نور خورشید، در صورت استفاده همزمان کاتیون‌های Sn و Nb در شبکه تیتانیا، نسبت به استفاده جداگانه این کاتیون‌ها بالاتر است. این محصول گزینه مناسبی جهت پوشش‌دهی عایق‌های پرسلانی مورد استفاده در صنایع برق به شمار می‌رود.
همچنین، استفاده از این پوشش‌ها بر روی آیینه‌های ماشین، جهت جلوگیری از نشستن بخار روی شیشه و کاهش دید راننده، و نیز نمای ظاهری آپارتمان‌هایی با طبقات زیاد، که برای تمیز کردن آن‌ها نیاز به هزینه‌های بسیار بالایی است، بسیار مفید خواهد بود.
این محققان در ادامه این طرح در تلاشند، پوشش‌های آب‌دوست خودتمیزشونده را با مواد اولیه تجاری و کم هزینه‌تر تولید نمایند.
نتایج این کار تحقیقاتی که به دست دکتر بهزاد کوزه‌گر کالجی و با همکاری نوید حسین‌آبادی (دانشجوی دکتری مهندسی مواد در دانشگاه تربیت مدرس تهران) و راهنمایی دکتر رسول صراف ماموری(عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس تهران) انجام شده است، در مجله Journal of Sol-Gel Science and Technology (جلد ۶۹، شماره ۲، ماه فوریه، سال ۲۰۱۴، صفحات ۴۱۲ تا ۴۱۷) منتشر شده است.
