تولید سرامیک‌های آب‌گریز با همکاری محقق ایرانی

محققان مؤسسه فناوری ماساچوست با همکاری یک محقق ایرانی موفق به ساخت چندین نمونه جدید سرامیک شده‌اند که همگی آب‌گریز هستند.

دستاورد غزال عظیمی و همکارانش که در مجله Nature Materials منتشر شده، نشان داده که همه این مواد مبتنی بر اکسیدهای لانتانیدها بوده و بر خلاف برخی سرامیک‌ها، بسیار آب‌گریز هستند.

به گزارش ایسنا پوششهای دافع آب از کاربردهای بیشمار مانند شیشه جلوی خودرو برای دفع قطرات باران برخوردارند؛ اما این مواد در محیطهای خشن مانند درون توربین‌های ایستگاه برق که تراکم منجر به کاهش بهره‌وری می‌شود، به سرعت از بین می‌روند.

عظیمی و همکارانش توانسته‌اند خانواده شناخته‌شده‌ای از سرامیک‌های بادوام را کشف کنند که قابلیت آب‌گریزی دارند.

جالب اینجاست که اکثر سرامیکها آب‌دوست بوده و در زمان مواجهه یک سرامیک مانند اکسید‌آلومینیوم با آب، اتمهای اکسیژن آب برخی از الکترونهای خود را با الکترونهای اوربیتال خالی اتمهای آلومینیوم و بطور متقابل، اکسیژن سرامیک، الکترونهای خود را با هیدروژن آب به شراکت می‌گذازند. این امر منجر به پیوند این مواد به یکدیگر می‌شود.

اما محققان با استفاده از اکسیدهای لانتانیدها که در ردیف انتهایی جدول تناوبی عناصر از سریم گرفته تا لوتتیوم توانستند خلاف این امر را ثابت کنند.

ویژگی‌های آب‌گریزی دی‌اکسید سریم پیش از این نیز کشف شده بود اما هیچ کس این ویژگی‌ها را به دقت بررسی نکرده بود. در حقیقت بیشتر شیمیدانان نتوانسته بودند آب گریزی اکسیدهای لانتانید را دریابند.

به گفته دانشمندان، این سرامیک‌های آب‌گریز می‌توانند بهره‌وری تولید انرژی را افزایش دهند. در زمان عبور بخار از میان توربین‌های یک ایستگاه برق حرارتی، آب بر روی پره‌ها متراکم شده و قطرات با وسعت چندین میکرومتر را بوجود می‌آورند. پره‌های در حال چرخش با برخورد با این قطرات انرژی خود را از دست داده و مسؤول بیش از ۳۰ درصد عدم بهره‌وری توربینها هستند.

یک پوشش آب‌گریز ساخته شده از سرامیک سخت از غشاهای آب شکل گرفته بر روی پره‌ها جلوگیری می‌کنند. از دیگر کاربردها می‌توان به توربین‌های بادی اشاره کرد که قطرات آب بر روی پره‌ها می‌توانند در صورت انجماد منجر به خرابی‌های فاجعه‌بار شوند.

;

;