فناوری ضد گرد و غبار راه را برای سطوح خود تمیز شونده هموار می کند
Anti dust tech paves way for self cleaning surfaces
مهندس مارال شایق | شنبه, 23 اردیبهشت,1402
گرد و غبار یک واقعیت رایج در زندگی است و چیزی بیشتر از یک مزاحمت روزانه است که می تواند وارد ماشین آلات و تجهیزات شده و منجر به از دست دادن کارایی یا خرابی آنها شود.
محققان دانشگاه تگزاس در آستین با شرکت *Smart Material Solutions مستقر در کارولینای شمالی برای ایجاد روشی جدید برای جلوگیری از چسبیدن گرد و غبار به سطوح همکاری کردند. نتیجه این تحقیق توانایی مقاوم کردن بسیاری از مواد در برابر گرد و غبار ، از فضاپیماها گرفته تا پنل های خورشیدی و پنجره های خانه است.
این تحقیق در* ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.
(*Smart Material Solutions : یک شرکت نوپا با تخصص در زمینه تولید دقیق، نانوساختار، متامواد و انرژی پاک است. )
(*ACS Applied Materials & Interfaces : یک مجله علمی معتبر است که در سال 2009 توسط انجمن شیمی آمریکا تأسیس شد. این مجله که در ابتدا به صورت ماهانه منتشر می شد)
چیه هاو چانگ، دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک واکر در دانشگاه مهندسی کوکرل و نویسنده اصلی این مطالعه، می گوید : "آنچه ما در اینجا نشان داده‌ایم، سطحی است که می‌تواند خود را تمیز کند. ذرات قادر به چسبیدن به این سطح نیستند، بنابراین تنها با استفاده از نیروی گرانش ذرات از آن جدا می شوند."
در این آزمایش ها ، محققان غبار ماه را روی سطوح مهندسی شده خود انباشته کردند و سپس هر سطح را به سمت خود چرخاندند. نتیجه این بود که تنها حدود 2 درصد از این سطوح ، در مقایسه با بیش از 35 درصد از سطوح صاف مشابه ، غبارآلود باقی ماند. محققان می گویند این کشف به مواردی منجر می شود که چشم انسان قادر به تشخیص آن نیست. در این پژوهش، تیم تحقیقاتی هندسه سطوح تخت را تغییر دادند تا شبکه نانویی محکمی از ساختارهای هرمی شکل ایجاد کنند. این ساختارهای تیز و زاویه‌دار، چسبیدن ذرات گرد و غبار به مواد را دشوار می‌سازند و در عوض به یکدیگر می‌چسبند و غبار را از طریق گرانش خارج می‌کنند.
این ساختارها یک راه حل غیرفعال ارائه می دهند، به این معنی که برای حذف گرد و غبار به هیچ انرژی یا ماده اضافی نیاز ندارند. آنها را با راه حل های فعال تر مانند شیشه جلو اتومبیل مقایسه کنید که برای پاک کردن گرد و غبار به استفاده از برف پاک کن و مایع شیشه پاک کن نیاز دارد.
بودجه این تحقیق از طریق کمک مالی از برنامه تحقیقات نوآوری در کسب و کارهای کوچک ناسا تامین شد، بنابراین اولین برنامه های کاربردی آن بر روی فناوری های فضایی تمرکز دارد. گرد و غبار فضایی به خصوص به این دلیل که همه چیز در آن محیط پرخطر می شود، آزاردهنده است و شرایط محیطی تمیز کردن گرد و غبار را چالش برانگیز می کند. همین گرد و غبار بود که ماموریت آپولو را به هم ریخت و باعث شکست مریخ نوردها شد.
ساموئل لی، نویسنده اول این مقاله که محقق مقطع کارشناسی در گروه چانگ بود، می‌گوید: "در مورد غبار ماه در فضا کار زیادی نمی‌توانید انجام دهید ، این غبار به همه چیز می‌چسبد و واقعا هیچ راهی برای پاک کردن یا اسپری کردن آن وجود ندارد. گرد و غبار روی صفحات خورشیدی می تواند برای مریخ نوردها باعث شکست در ماموریتشان شود."
این فناوری همچنین می تواند تأثیر فوق العاده ای بر روی زمین داشته باشد . می تواند از جمع شدن گرد و غبار روی پانل های خورشیدی و از دست دادن کارایی آنها در طول زمان جلوگیری کند و همینطور می‌تواند از پنجره‌های شیشه‌ای و حتی صفحه نمایش های دیجیتالی مانند تلفن‌ها و تلویزیون‌ها محافظت کند.
فناوری ضد گرد و غبار چندین دهه است که وجود دارد، اما به دلیل چالش‌های مقیاس‌پذیری، جذابیت زیادی در خارج از آزمایشگاه پیدا نکرده است. محققان از مفاهیم ساختاری به نام نانو پوشش و نانو چاپ استفاده کردند که الگوهایی را بر روی اجسام در نسخه مدرن شده ای از شیوه تولید انبوه روزنامه ها و عکس ها در طول دهه 1800 چاپ می کند.
چانگ و لی به همراه استفان فورست، بنیانگذار و مدیر عامل شرکت Smart Material Solutions، که در زمینه تجاری سازی این فناوری کار می کنند، کار را برای دانشگاه تگزاس در آستین رهبری می کنند. اعضای دیگر تیم اندرو تونل، کون چیه چین و ساوراو موهانتی از همین دانشگاه هستند. و لورن میکلو و نیکول کیتس هم از شرکت Smart Material Solutions هستند.
منبع: دانشگاه تگزاس در آستین
گالری تصاویر
مطالب مرتبط
افراد دارای مهارت در این زمینه
در صورتی که در این زمینه تخصص یا مهارتی دارید، پس از ثبت نام در سایت و تکمیل فرم مشخصات شخصی ، پروفایل خود را به لیست زیر اضافه نمایید .
