ghasem motamedi
22nd February 2010, 01:11 AM
Helmut Mohwald, Dmitry Shchukin از مؤسسه ماكس‌پلانك و همكارانشان در دپارتمان مهندسي سراميك و شيشه دانشگاه Aveiro پرتقال فرآيندي تشريح كرده‌اند كه طي آن يك فلز با لايه نازك ژل مانندي روكش‌دهي شده است. به دليل وجود نوعي افزودني در ژل به كار رفته، هنگام آسيب ديدن، بلافاصله ترميم آغاز شده و شكاف يا حفره ايجاد شده روي فلز خود به خود ترميم مي‌گردد.
از روش‌هاي متداول و عمومي براي محافظت از خوردگي مي‌توان به گالوانيزاسيون و پوشش‌هاي پليمري اشاره كرد، البته راه ساده‌تري نيز وجود دارد و آن افزودن يك لايه ضد آب روي آهن، فولاد، آلياژهاي آلومينيوم و ديگر فلزات مستعد خوردگي است. پوشش‌هاي كرم يكي از روش‌هاي معمول و مؤثر در اين راستا است اما خطرات كرم براي سلامتي در طي فرآيند ساخت، از جمله مشكلات پيش‌رو در اين زمينه است به طوري كه استفاده از پوشش‌هاي كرم از سال 2007 به بعد در اروپا ممنوع خواهد شد.
بنابراين هر يك از اين روش‌ها معايب خاص خود را دارند و در نهايت اگر پوشش آسيب ببيند و آب، هوا يا عامل خورنده به فلز پايه برسد اين آسيب‌رساني تشديد مي‌گردد. بنابر اين بهترين راه‌حل ساخت يك پوشش خود ترميم شونده است كه خود را در حين آسيب ديدگي يا ايجاد ترك ترميم كند. تهيه يك فلز خود ترميم‌كننده ايده‌اي دست نيافتني نيست.
اين روش شامل پركردن لايه به لايه روكش‌هاي خود ترميم شونده با حامل‌هاي مولكولي حاوي مواد ضدخوردگي است كه به شكل نانومخازن مرتب شده‌اند. اين لايه‌ها به تعداد زياد روي هم قرار دارند. نانوذرات دي‌اكسيدسيليكون يا سيليكا توسط لايه‌اي از پليمرهاي باردار مانند پلي‌اتيلن آمين و سولفانات پلي‌استايرن پوشش داده مي‌شوند، سپس لايه‌اي از ماده ضدخوردگي مانند بنزوتري‌آزول، روي اين نانوذرات قرار داده مي‌شود، در نهايت اين نانوذرات به همراه ژل سيليكا كه داراي اكسيدزيركونيوم است روي فلز رسوب داده شده و پوشش محافظي روي آن ايجاد مي‌گردد.
محققان اين روش را روي فلز آلومينيوم با موفقيت آزمايش كردند. ذرات سيليكا يك بستر براي مواد ضدخوردگي و پليمرهاي باردار فراهم مي‌كند و اكسيدزيركونيوم باعث افزايش قدرت چسبندگي لايه محافظ روي فلز پايه مي‌گردد.
اين پوشش همانند ديگر پوشش‌ها عمل مي‌كند و تنها تفاوت آن هوشمند بودن در برابر آسيب‌ديدگي است. زماني كه پوشش دچار آسيب‌ديدگي شود، مواد ضدخوردگي از پليمرها در قسمت آسيب‌ديده آزاد شده و به درون لايه ژلي نفوذ مي‌كنند و به سرعت باعث ترميم شكاف ايجاد شده مي‌شوند، تمام اين مراحل قبل از رسيدن هر گونه عامل خورنده به فلز پايه صورت مي‌گيرد.
به عقيده Shchukin، اين پوشش قادر است آلومينيم را در محلول نمكي براي مدت زمان طولاني محافظت كند. زماني كه پوشش آسيب مي‌بيند، نقطه آسيب ديده كه طولي كمتر از چند ده ميكرومتر دارد در كمتر از 24 ساعت ترميم مي‌شود. وي در ادامه افزود اين پوشش هم اكنون براي محافظت از آلياژهاي آلومينيوم در صنعت هوافضا مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
در حال حاضر اين مواد مي‌توانند شكاف‌هايي تا طول 100 ميكرومتر را در محلول آبي يا نمكي ترميم كنند. قدم بعدي توسعه اين پوشش‌ها جهت محافظت از ديگر فلزات مانند فولاد است. در پايان اين گروه تصميم دارند تا با سرعت بخشيدن به فرآيند آزاد شدن نانو مخازن حاوي مواد ضدخوردگي و ترميم كننده سرعت ترميم را افزايش دهند.
از روش‌هاي متداول و عمومي براي محافظت از خوردگي مي‌توان به گالوانيزاسيون و پوشش‌هاي پليمري اشاره كرد، البته راه ساده‌تري نيز وجود دارد و آن افزودن يك لايه ضد آب روي آهن، فولاد، آلياژهاي آلومينيوم و ديگر فلزات مستعد خوردگي است. پوشش‌هاي كرم يكي از روش‌هاي معمول و مؤثر در اين راستا است اما خطرات كرم براي سلامتي در طي فرآيند ساخت، از جمله مشكلات پيش‌رو در اين زمينه است به طوري كه استفاده از پوشش‌هاي كرم از سال 2007 به بعد در اروپا ممنوع خواهد شد.
بنابراين هر يك از اين روش‌ها معايب خاص خود را دارند و در نهايت اگر پوشش آسيب ببيند و آب، هوا يا عامل خورنده به فلز پايه برسد اين آسيب‌رساني تشديد مي‌گردد. بنابر اين بهترين راه‌حل ساخت يك پوشش خود ترميم شونده است كه خود را در حين آسيب ديدگي يا ايجاد ترك ترميم كند. تهيه يك فلز خود ترميم‌كننده ايده‌اي دست نيافتني نيست.
اين روش شامل پركردن لايه به لايه روكش‌هاي خود ترميم شونده با حامل‌هاي مولكولي حاوي مواد ضدخوردگي است كه به شكل نانومخازن مرتب شده‌اند. اين لايه‌ها به تعداد زياد روي هم قرار دارند. نانوذرات دي‌اكسيدسيليكون يا سيليكا توسط لايه‌اي از پليمرهاي باردار مانند پلي‌اتيلن آمين و سولفانات پلي‌استايرن پوشش داده مي‌شوند، سپس لايه‌اي از ماده ضدخوردگي مانند بنزوتري‌آزول، روي اين نانوذرات قرار داده مي‌شود، در نهايت اين نانوذرات به همراه ژل سيليكا كه داراي اكسيدزيركونيوم است روي فلز رسوب داده شده و پوشش محافظي روي آن ايجاد مي‌گردد.
محققان اين روش را روي فلز آلومينيوم با موفقيت آزمايش كردند. ذرات سيليكا يك بستر براي مواد ضدخوردگي و پليمرهاي باردار فراهم مي‌كند و اكسيدزيركونيوم باعث افزايش قدرت چسبندگي لايه محافظ روي فلز پايه مي‌گردد.
اين پوشش همانند ديگر پوشش‌ها عمل مي‌كند و تنها تفاوت آن هوشمند بودن در برابر آسيب‌ديدگي است. زماني كه پوشش دچار آسيب‌ديدگي شود، مواد ضدخوردگي از پليمرها در قسمت آسيب‌ديده آزاد شده و به درون لايه ژلي نفوذ مي‌كنند و به سرعت باعث ترميم شكاف ايجاد شده مي‌شوند، تمام اين مراحل قبل از رسيدن هر گونه عامل خورنده به فلز پايه صورت مي‌گيرد.
به عقيده Shchukin، اين پوشش قادر است آلومينيم را در محلول نمكي براي مدت زمان طولاني محافظت كند. زماني كه پوشش آسيب مي‌بيند، نقطه آسيب ديده كه طولي كمتر از چند ده ميكرومتر دارد در كمتر از 24 ساعت ترميم مي‌شود. وي در ادامه افزود اين پوشش هم اكنون براي محافظت از آلياژهاي آلومينيوم در صنعت هوافضا مورد استفاده قرار مي‌گيرد.
در حال حاضر اين مواد مي‌توانند شكاف‌هايي تا طول 100 ميكرومتر را در محلول آبي يا نمكي ترميم كنند. قدم بعدي توسعه اين پوشش‌ها جهت محافظت از ديگر فلزات مانند فولاد است. در پايان اين گروه تصميم دارند تا با سرعت بخشيدن به فرآيند آزاد شدن نانو مخازن حاوي مواد ضدخوردگي و ترميم كننده سرعت ترميم را افزايش دهند.