تولید نانوپوشش‌هایی با خاصیت ترمیم‌شوندگی

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، مسئله خوردگی و خسارات ناشی از آن سالانه هزینه‌های هنگفتی را به صنایع مختلف تحمیل می‌کند. استفاده از پوشش‌های سطحی از جمله پوشش‌های گالوانیزه یکی از روش‌های پرکاربرد جلوگیری از خوردگی در سازه‌های فولادی به شمار می‌رود. این نوع پوشش‌ها علی‌رغم مزایای فراوان، عیوبی هم دارند که فناوری نانو توانسته تا حدود زیادی این عیوب را پوشش دهد.

دکتر فرزاد نصیرپوری یکی از محققان این طرح از خواص مکانیکی ضعیف پوشش‌های گالوانیزه به‌عنوان یکی از عیوب اصلی این دسته از پوشش‌ها یاد کرد و افزود: پوشش‌های الکتریکی گالوانیزه از طریق مکانیسم حفاظت کاتدی، قطعات فولادی را حفاظت می‌کنند، اما طول عمر حفاظت و مشخصه‌های مکانیکی آن‌ها در عمل نسبتاً ضعیف است.

وی گفت: یکی از روش‌های بهبود خواص آن‌ها، بالا بردن سختی و کاهش سرعت خوردگی آن‌ها از طریق هم نشانی فلز روی با نانوذرات سرامیکی است. در این پژوهش از نانوذرات سیلیکا برای نیل به این هدف استفاده شده است.

وی ادامه داد: روی نانوذرات به‌کاررفته در این پژوهش اصلاح سطحی صورت گرفته است که این موضوع موجب شده تا پوشش نهایی یک پوشش هوشمند و خودترمیم شونده باشد.

نصیر پوری در خصوص سازوکار عملکرد نانوذرات در افزایش کارایی پوشش گفت: «نانوذرات اکسید سیلیسیوم پایداری قابل‌توجهی در محلول‌های مختلف از خود بروز می‌دهند. به همین دلیل در این پژوهش از این نانوذرات استفاده شده است. ساختار این نانوذرات به‌صورت متخلخل است و قبل از اعمال به درون پوشش، توسط بازدارنده خوردگی مولیبداتی عامل دار شده‌اند. این موضوع سبب می‌شود، در هنگام سرویس‌دهی، وقتی این پوشش دچار خراش می‌شود، بازدارنده خوردگی آزاد شده و زیرلایه و خود پوشش را حفاظت کند.

به گفته وی، در طرح حاضر به‌منظور پوشش‌دهی از روش آبکاری الکتریکی استفاده شده است. هم‌زمان نانوذرات اصلاح‌شده نیز بر روی سطح زیرلایه هم‌نشانی شده. در ادامه نیز پوشش اعمال‌شده مشخصه یابی شده و خواص آن با استفاده از روش‌های الکتروشیمیایی نظیر امپدانس الکتروشیمیایی و پولاریزاسیون تافل مورد ارزیابی قرار گرفته است.

وی خاطر نشان کرد: نتایج به‌دست‌آمده از آزمون‌های خوردگی حاکی از آن است که سرعت خوردگی پوشش اعمال‌شده ۱.۲۵ میل بر سال است که این مقدار در حدود یک‌دهم پوشش‌های مشابه است.

کتایون علی پور – فارغ التحصیل مقطع کارشناسی ارشد و دکتر فرزاد نصیر پوری- عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی سهند تبریز در انجام این طرح همکاری داشته‌اند. نتایج این کار در مجله‌ی RSC Advances با ضریب تأثیر ۳.۱۰۸ (جلد ۷، سال ۲۰۱۷، صفحات ۵۱۸۷۹ تا ۵۱۸۸۷) منتتشر شده است.