کاهش نیروی اصطکاک با سطوح فوق آب‌گریز
به گزارش ایسنا،در دو دهه اخیر، به دلیل افزایش مصرف انرژی، توجه محققان به سوی یافتن روش‌هایی جهت کاهش مصرف در سیستم‌های مصرف‌کننده انرژی موجود جلب شده است. اعتقاد بر این است که خاصیت فوق آب‌گریزی می‌تواند نقش مهمی در این موضوع ایفا کند.
این خاصیت برای اولین بار در برگ یک نوع گیاه دارویی و برگ نیلوفر آبی مشاهده شد و به همین دلیل به اثر نیلوفری شهرت پیدا کرد. امروزه استفاده از این خاصیت به منظور تولید سطوح ضدآب و ضد یخ مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار گرفته است و بر این اساس پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف نیز با اجرای پروژه‌ای تلاش کردند نیروی اصطکاک را با استفاده از سطوح آب گریز به منظور کاهش مصرف انرژی کم کنند.
مهندس احسان تقوایی، مجری طرح هدف از انجام این طرح را تولید سطوح فوق آب‌گریز به کمک نانوذرات عنوان کرد و افزود: استفاده از فناوری آب‌گریزی در تولید بدنه شناورها می‌تواند موجب کاهش مصرف سوخت آنها شده و قدرت مانورشان را افزایش دهد، ضمن آنکه می‌توان هزینه‌های جاری حمل‌ونقل دریایی و مسائل زیست‌محیطی مربوط به آن را به حداقل رساند.
تقوایی در این باره توضیح داد: سطوح فوق آب‌گریز با همراه داشتن دو خاصیت زبری در ابعاد میکرو و نانو و همچنین خاصیت آب‌گریزی مولکول‌های سطح، به میزان قابل توجهی توانایی دفع مولکول‌های آب را دارند. از این خاصیت می‌توان در کاربردهای مختلفی از قبیل تولید سطوح ضد زنگ، خود تمیز شونده، ضد یخ و سطوح کاهنده نیروی اصطکاک بهره برد.
وی اضافه کرد: از این رو در این پژوهش تأثیر همزمان استفاده از میکرو و نانوذرات پوشش‌دهنده سطح بر میزان پایداری و دوام آب‌گریزی و میزان کاهش نیروی اصطکاک بررسی شد.
مجری طرح با اشاره به نحوه اجرای این تحقیقات، خاطرنشان کرد: در این راستا، ابتدا اثر نانوذرات و میکروذرات مختلف و ابعاد ناهمواری سطح مورد بررسی قرار گرفت تا بهینه‌ترین حالت انتخاب شود و پس از انتخاب ذرات مناسب برای ایجاد پوشش، ترکیب مختلف میکرو و نانو ذرات برای افزایش میزان پایداری و همچنین کاهش بیشتر نیروی اصطکاک ارزیابی شد.
وی یادآور شد: در انتها نیز پوششی که خواص ابتدایی مناسب‌تری از خود نشان داد، بر روی نمونه‌ها اعمال شد و نیروی اصطکاک وارد بر آنها بر حوضچه کشش در سرعت‌های متفاوت مورد بررسی قرار گرفت.
تقوایی با اشاره به نتایج به دست آمده یادآور شد: نتایج آزمون‌های مربوط نشان داده که استفاده از این پوشش نانوساختار موجب کاهش نیروی اصطکاک به میزان 77.7 درصد شده و زاویه تماس آب با سطح فوق آب‌گریز 158.4 است.
نتایج این تحقیقات که حاصل تلاش و همکاری مهندس احسان تقوایی دانش‌آموخته دوره کارشناسی ارشد دانشگاه صنعتی شریف، دکتر علی موسوی و دکتر علی نوری بروجردی از اعضای هیأت علمی دانشگاه صنعتی شریف است، در مجله Energy با ضریب تأثیر 4.2922 به چاپ رسیده است.
No tags for this post.
