پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران نمونه‌های آزمایشگاهی از سطوح فلزی ساخته‌اند که دارای خاصیت ابرآبگریزی است. این سطوح به گونه‌ای طراحی شده‌اند که کاربرد اصلی آنها در صنایعی نظیر تولید انرژی، انتقال حرارت، شیرین سازی یا نمک زدایی آب و ساخت پیل‌های سوختی باشد.
سطوح ابرآبگریز، گزینه‌ای مناسب جهت ساخت مبدلهای حرارتی
آبدوستی یا آبگریزی از جمله خصوصیات فیزیکی سطحی یک ماده هستند. مواد آبگریز به دلیل ناهمواریهای سطحی میکرومتری و نانومتری خود، اجازه پخش شدن یا جذب شدن آب روی سطح را نمیدهند و از این رو موجب قطرهای شدن آب و سر خوردن آن میشوند. خاصیت فوق آبگریزی فلزات میتواند از خوردگی، آلودگی و یا رسوبگیری آنها جلوگیری کرده و بر عمر تجهیزات ساخته شده بیفزاید.
حمیدرضا طالش بهرامی، هدف این طرح را دستیابی به خاصیت ابرآبگریزی پایدار بر روی فلز مس عنوان کرد و افزود: «این طرح ضمن تعیین نقطه بهینه برای ایجاد خاصیت ابرآبگریزی بر روی فلز مس، مواردی نظیر کاهش هزینه، افزایش سرعت و کاهش قیمت را نیز در نظر گرفته است.»
وی در ادامه در توضیح روش ایجاد این خاصیت گفت: «بررسی سطوح طبیعی آبگریز نظیر برگ گیاه نیلوفر نشان می‌دهد که این سطوح از مواد چرب بخصوصی پوشانده شده است. علاوه بر این از زبری‌هایی در ابعاد میکرو و نانو نیز تشکیل شده‌اند. این دو عامل منجر به شکل گیری ابرآبگریزی (زاویه تماس سطح بالاتر از ۱۵۰ درجه) بر روی این مواد میشوند. برای ایجاد سطوح مصنوعی ابرآبگریز ایجاد این دو عامل بر روی سطح ضروری است. در مطالعاتی که تا کنون صورت گرفته، برای ایجاد زبری از روش‌هایی همچون اچینگ، اکسیداسیون، رسوب‌دهی الکتریکی، لایه نشانی، ماشین کاری به روش ﺗﺨﻠﻴﻪ اﻟﻜﺘﺮﻳﻜﻲ ﺑﺎ ﺳﻴﻢ و غیره استفاده شده است. ما در این تحقیق از روش اکسیداسیون برای ایجاد ساختار میکرو/نانو استفاده کردیم. سپس با یک ماده با انرژی سطحی پایین، انرژی سطحی فلز کاهش داده شده و سطوح ابرآبگریزی ایجاد شده است.»
به گفته‌ی طالش بهرامی، سطوح مسی کاربردهای بسیار گسترده‌ای در زمینه‌ی انتقال و تبدیل انرژی حرارتی دارد. بهخصوص اینکه سطوح ابرآبگریز منجر به ایجاد چگالش قطرهای بر روی سطح می‌شود که بازده آن نسبت به رژیم معمول چگالش (لایه‌ای) ده برابر بیشتر است. لذا بهکارگیری سطوح ابرآبگریز مس در ساخت مبدلهای حرارتی (همراه با چگالش)، ضمن کاهش قابل توجه ابعاد مبدل و نیز افزایش عمر مفید آن، صرفه اقتصادی قابل توجهی خواهد داشت.
لازم به ذکر است که سطوح ابرآبگریز افزون بر صنایع تولید انرژی در ایجاد سطوح خود تمیز شونده، سطوح ضد یخ و سطوح ضد مه و موارد مشابه نیز کاربرد دارند.
این تحقیقات از همکاری حمیدرضا طالش بهرامی- دانشجوی دکترای دانشگاه علم و صنعت ایران– دکتر حمید صفاری- عضو هیأت علمی دانشگاه علم و صنعت ایران– و بهنام احمدی حاصل شده است. نتایج این کار در مجله‌ی Materials Letters با ضریب تأثیر ۲/۴۳۷ (جلد ۱۸۹، سال ۲۰۱۷، صفحات ۶۲ تا ۶۵) منتشر شده است.
