طراحی سطوحی با قابلیت تمیز شدن خودکار

تیمی از پژوهشگران طی مطالعات اخیر خود در حال توسعه سطوح خود تمیز شونده ای هستند که باعث می شود ذرات گرد و غبار نتواند به آنها بچسبند. این فناوری می تواند نیاز به گردگیری اشیا را برای همیشه از بین ببرد.

به گزارش سیناپرس، محققان دانشگاه تگزاس در حال توسعه سطوحی با قابلیت تمیز شدن خودکار هستند که غبار و خاک روی آن ها نمی نشیند. باید توجه داشت ذرات برای چسبیدن به یکدیگر تنها نیروی گرانش تکیه می کنند.

این مطالعه در درجه اول روی فناوری فضایی متمرکز شد و اینکه چگونه گرد و غبار می تواند ماموریت های مریخ و تجهیزات ایستگاه های با فناوری پیشرفته را با مشکل مواجه و حتی آنها را مختل کند. با این حال، محققان همچنین بر این باورند که این کشف می تواند روی زمین مفید باشد و برای نمونه مانع از جمع آوری گرد و غبار و از دست دادن کارایی صفحات خورشیدی شود. این فناوری حتی ممکن است صفحه و پنجره های ما را از گرد و غبار تحریک کننده محافظت کنند.

طی این پژوهش، دانشمندان هندسه سطوح صاف را در سطحی که برای چشم انسان نامرئی است تغییر دادند. این تیم یک شبکه محکم در مقیاس نانو از ساختارهای هرمی شکل بر روی سطوح ساختند که چسبیدن ذرات گرد و غبار به مواد را دشوار می کند. در عوض، ذرات قبل از درگیر شدن با مواد به دلیل گرانش به یکدیگر می چسبند.

این مطالعه که بودجه آن توسط کمک مالی برنامه تحقیقاتی نوآوری در کسب و کارهای کوچک ناسا تامین شده است، مواد را با انباشتن غبار ماه روی سطوح مهندسی شده قبل از چرخاندن به طرفین آنها آزمایش کرد. محققان این تیم دریافتند که در پی استفاده از فناوری فوق، تنها دو درصد از سطح گرد و غبار روی سطوح باقی مانده است، در حالی که بیش از ۳۵ درصد از سطح صاف مورد آزمایش بدون تغییر باقی مانده است.

به گزارش سیناپرس، گفتنی است این سطوح جدید می توانند راه حلی غیرفعال برای از بین بردن گرد و غبار ارائه دهند. این روش، برخلاف روش های فعال تر مانند استفاده از برف پاک کن ها و مایع شستشو برای پاک کردن گرد و غبار از شیشه جلو اتومبیل،موثر خواهد بود.

چی هائو چانگ (Chih-Hao Chang) نویسنده ارشد این مطالعه واستادیار دانشکده مهندسی مکانیک واکر در این رابطه گفت: آن چه در این جا نشان داده‌ ایم سطحی است که می‌ تواند خودش را تمیز کند. به کمک این فناوری ذرات قادر به چسبیدن به سطوح نیستند، بنابراین فقط با استفاده از نیروی گرانش جدا می شوند.

نویسندگان مطالعه امیدوارند که این ماده راه حلی برای از بین بردن گرد و غبار فضایی ارائه دهد. گرد و غباری که می تواند در چنین محیط پرخطری بسیار مضر باشد و پاک کردن آن تقریبا غیرممکن است. گرد و غبار فضایی قبلاً در مأموریت‌های آپولو ناسا در پرواز فضایی انسانی ویرانی ایجاد کرده و حتی باعث شده مریخ‌نوردهای مریخ دچار نقص و از کار بیفتند.

ساموئل لی، نویسنده اصلی این مطالعه که محقق مقطع کارشناسی در گروه چانگ بود، می ‌گوید: در مورد غبار ماه در ماموریت های  فضایی کار زیادی نمی ‌توانید انجام دهید  زیرا این غبار به همه چیز می ‌چسبد و هیچ راهی واقعی برای پاک کردن یا اسپری کردن آن وجود ندارد. گرد و غبار روی صفحات خورشیدی مریخ نورد ها می تواند باعث از کار افتادن آن ها شود.

به گزارش سیناپرس، اگرچه فناوری ضد گرد و غبار ده ها سال است که وجود داشته اما مطالعات به ندرت در خارج از آزمایشگاه به دلیل مشکلات پوسته پوسته شدن مورد توجه قرار گرفته است.

جالب توجه است که این فناوری از مفاهیم ساخت نانو تکنولوژی به نام‌های  nanocoining  و  nanoimprinting  استفاده کرد که الگوهای روی اشیاء را در نسخه مدرنیزه ‌شده از نحوه تولید انبوه روزنامه‌ها و عکس‌ها در قرن نوزدهم چاپ می ‌کند.

شرح کامل این مطالعه در آخرین شماره مجله تخصصی ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است.

مترجم:فرگل غفاری

No tags for this post.