211service.com
Vandenį atstumiantys metalai
GE mokslininkai sugalvojo būdą, kaip apdoroti metalus taip, kad jie atstumtų vandenį. Ypatinga vandens atstumiančioji savybė, vadinama superhidrofobiškumu, reiškia, kad vanduo formuoja lašus ant paviršiaus, o ne pasklinda ir prilimpa prie jo.
Išlikti sausai: Chemiškai apdorotas plastikinis paviršius yra šiurkštus nanoskalėje, todėl vandens lašeliai gali formuoti rutuliukus, kurie gali nuslysti. GE mokslininkai dabar padarė tą patį su metalu.
Pažanga grindžiama ankstesniais darbais, atliktais GE Pasauliniame tyrimų centre, Niskayuna, NY. Prieš dvejus metus mokslininkai parodė, kad jie gali pagaminti Lexan – plačiai naudojamą plastiką, naudojamą kompaktiniams diskams, iPod, orlaivių priekiniams langams ir automobilių priekiniams žibintams kurti – vandeniui atsparų. Jie tai padarė chemiškai apdorodami paviršių, kad jis būtų grubus. Tyrėjai dabar įrodė tą patį poveikį metaliniams paviršiams.
Buvo įrodyta daug kitų superhidrofobinių medžiagų, tačiau dauguma jų naudojo tam tikrą plastiką. Superhidrofobiniai metalai atveria daug naujų pritaikymų, sako Jeffrey Youngbloodas , Purdue universiteto medžiagų inžinerijos profesorius. Metalinės konstrukcijos yra tvirtesnės ir gali išgyventi atšiauresnėje aplinkoje, todėl jas galima naudoti ten, kur plastiko neįmanoma naudoti, pavyzdžiui, lėktuvuose, traukiniuose, automobiliuose, sunkiosiose mašinose ir varikliuose, teigia Youngblood.
GE turi keletą idėjų, kaip naudoti medžiagas. Viena iš galimybių yra ledo šalinimo orlaiviuose. Ledo susidarymas ant variklių dėl kondensacijos gali būti katastrofiškas. Šiuo metu orlaiviai naudoja šilumą, kad išvengtų ledo, kuriam reikia energijos. Tuo tarpu ledo šalinimas ant žemės atliekamas su ledo šalinimo skysčiais, kuriuose yra nuodingų cheminių medžiagų; orlaivių purškimas ledą naikinančiais skysčiais ant žemės taip pat užima daug laiko. Būtų labai pageidautina, jei galėtume... tiesiog turėti medžiagą, ant kurios ledas nepriliptų, sako Margaret Blohm, nanotechnologijų programos pažangių technologijų lyderė GE Pasauliniame tyrimų centre.
Kitas metalų pritaikymas gali būti dujų ir garo turbinose. Dėl superhidrofobinių metalų gali sumažėti drėgmės ir teršalų kaupimasis ant turbinų, padidėtų jų efektyvumas ir prireiktų mažiau išjungimų atliekant techninę priežiūrą.
GE mokslininkai savo darbų nepaskelbė ir atsisakė daug atskleisti apie savo mokslinių tyrimų pasiekimus. Tačiau jie sako, kad jų įkvėpimas kyla iš lotoso augalų lapų, kurie turi nanokristalinio vaško struktūrą. Lapo paviršiuje yra mažyčiai dešimčių nanometrų pločio vaško kristalai, kurie sulaiko vandens lašus kaip beveik tobulai sferinius karoliukus.
Blohmas sako, kad komanda žaidžia dviem skirtingais metalų gamybos būdais. Vienas iš jų yra tekstūruoti metalinį paviršių ir uždėti vandenį atstumiančią cheminę dangą. Kitas būdas yra palikti metalinį paviršių nepaliestą ir tekstūruoti pačią dangą. Technika yra labai bendro pobūdžio ir turėtų veikti su metalais, šiuo metu naudojamais varikliuose ir turbinose, pavyzdžiui, titano lydiniais.
Medžiagos tvirtumas bus labai svarbus dėl didelio našumo programų, į kurias GE taikosi, sakoma Garethas McKinley , MIT mechanikos inžinerijos profesorius. Jis mano, kad iš dviejų skirtingų metodų, kaip gaminti superhidrofobinį metalą, paties medžiagos paviršiaus keitimas truktų ilgiau. Jis sako, kad naudojant dangą yra tikimybė, kad ji nukris arba atsisluoksniuos. Taigi kažkas būdingo medžiagai bus tvirtesnis.
Blohmas teigia, kad abu metodai – metalo šiurkštinimas arba padengimas tekstūruota medžiaga – gali turėti savo privalumų, priklausomai nuo to, kaip medžiaga naudojama. Dauguma aplinkos, į kurią žiūrime su metalais, yra gana atšiaurios, nesvarbu, ar tai temperatūra, drėgmė, korozija ar kiti teršalai, sako ji. Taigi kai kuriose programose galite pasirinkti tekstūruotus metalus, kurie gali būti tvirtesni, tačiau kitose srityse galbūt norėsite, kad danga būtų naši ir pakeistų dangą.
Tyrėjai išbando daugybę skirtingų superhidrofobinių metalų modelių. Jie ieško metalų ir dangų tekstūros, kad pamatytų, kas geriausiai tinka tam tikroje atšiaurioje aplinkoje. Medžiaga galiausiai turės būti pritaikyta pritaikymui, sako Blohmas. Jei jaučiamės gerai naudodami [medžiagą] – žinome, kad ji gali būti brangesnė ir gali būti nepakankamai tvirta aplinkai, tačiau matome tų modelių tekstūrų našumą – tada verta investuoti, sako ji. Tada stengsimės, kad jis būtų gaminamas ir patvarus konkrečioje aplinkoje.