ابداع یک پلیمر ضد خوردگی، خود ترمیم و قابل بازیافت

به گزارش گروه دانش و فناوری به نقل از ایسنا، فرسایش و خوردگی تقریباً بر هر چیزی که انسان می‌سازد، از آسمان‌خراش‌ها و پل‌ها گرفته تا هواپیماها، قطارها و اتومبیل‌ها تأثیر می‌گذارد. توسعه مواد و پوشش‌های جدید مقاوم در برابر خوردگی یک نیاز همیشگی است و اکنون دانشمندان یکی از آنها را با ویژگی‌های جذاب فراوان توسعه داده‌اند.

مهندسان در دانشگاه ETH زوریخ یک ماده همه کاره جدید ساخته‌اند که می‌تواند به نبرد مداوم در برابر خوردگی ساختمان‌ها و وسایل نقلیه کمک کند.

این پوشش پلیمری نه تنها در برابر خوردگی مقاومت می‌کند، بلکه ترک‌ها را در حین شکل‌گیری پر می‌کند و در واقع به طور خودکار آسیب به خود را ترمیم می‌کند و در پایان عمر خود نیز قابلیت بازیافت دارد.

این ماده جدید، پلی(فنیلن متیلن) یا به اختصار PPM نامیده می‌شود و می‌توان آن را روی هر سطحی افشانه کرد تا به یک پوشش پلیمری جامد تبدیل شود.

پژوهشگران برای آزمایش اینکه این ماده چگونه به عنوان مانعی در برابر خوردگی عمل می‌کند، آزمایش فرسودگی تسریع شده‌ای را انجام دادند که در آن نمونه‌هایی از آلیاژ آلومینیوم در معرض یک محلول نمکی با و بدون پوشش PPM قرار گرفتند و مشاهده شد که فلزات پوشش داده شده با لایه‌های PPM به ضخامت ۳۰ و ۵۰ میکرومتر، پس از چرخه‌های زیاد فرسودگی سریع، خوردگی قابل ملاحظه‌ای از خود نشان ندادند.

PPM همچنین توانایی خود ترمیمی را از خود نشان داد. هنگامی که محققان به عمد این پوشش را خراش دادند و سپس آن را در محلول قرار دادند، مشخص شد که به سرعت خراش خود را برطرف می‌کند.

این کار به این دلیل عملی می‌شود که محلول با آلومینیوم واکنش می‌دهد که باعث می‌شود آن ناحیه آسیب دیده گرم شود و پلیمر به اندازه‌ای ذوب شود که در شکاف ایجاد شده جریان یابد و آن را پر کند.

پس از پر شدن، تماس بین محلول و فلز قطع می‌شود، بنابراین سرد می‌شود و پوشش یک بار دیگر سخت می‌شود.

این پلیمر در صورت نیاز به مداخله انسانی، هشدارهای پیشرفته‌ای در مورد نوع آسیب نیز می‌دهد. PPM زیر نور فرابنفش، فلورسانس می‌شود، بنابراین اگر آسیب دیده باشد، ترک‌های ایجاد شده به خوبی قابل تشخیص می‌شوند.

این پلیمر حتی در پایان عمر خود نیز بی‌مصرف نمی‌شود، چرا که می‌توان آن را بازیافت کرد و روی سطح جدیدی اعمال کرد. این در حالی است که در مقابل، پلیمرهای مشابه را فقط می‌توان به زباله‌دان انداخت یا سوزاند.

محققان در آزمایش‌های خود این پلبیمر را با تنها نرخ پنج درصدی از دست رفتن ماده بازیافت کردند و حتی پس از پنج دوره استفاده مجدد، عملکرد آن اختلال پیدا نکرد.

پژوهشگران در حال حاضر در حال ثبت حق اختراع برای این ماده هستند و در عین حال، مطالعات بیشتر روی راه‌های بهبود فرمول آن را بررسی می‌کنند.

این پژوهش در مجله Polymers منتشر شده است.

انتهای پیام