ساخت کامپوزيت گرافن توسط محقق ايراني

 محقق ايراني دانشگاه تکنولوژي سيدني (UTS) در مقاله‌اي که اخيرا در نشريه Journal of Applied Physics به چاپ رسيده است، روشي براي توليد کامپوزيتي مبتني بر گرافيت معرفي کرد. اين ماده که ورقه گرافني نام دارد، داراي خواص مکانيکي بسيار ويژه‌اي است که مي‌تواند در صنعت خودروسازي و هواپيماسازي مورد استفاده قرار گيرد.

عليرضا رنجبر، دانش آموخته کارشناسي ارشد مهندسي مکانيک دانشگاه کاشان که اکنون در دانشگاه تکنولوژي سيدني مشغول به تحصيل است، به همراه تيم تحقيقاتش گرافيت را آسياب کرده و پس از خالص سازي و فيلتر کردن توانستند تغيير شکلي در گرافيت ايجاد کرده و ورقه‌هاي نازک گرافن را بدست آورند. ورقه گرافن ماده‌اي است که از پردازش، تغيير شکل و تغيير حالت ماده خام اوليه آن، يعني گرافيت، ايجاد مي‌شود.

آنها با استفاده از يک روش سنتزي و عمليات حرارتي، توانستند يک ماده بسيار محکم، سخت و قابل خم شدن توليد کنند. گرافن در مقايسه با فولاد، شش برابر سبکتر، دو برابر محکم‌تر بوده و قدرت کشش آن 10 برابر بيشتر، دانسيته آن شش برابر کمتر و مقاومت در برابر خم شدن آن 13 برابر بيشتر است.

رنجبر مي گويد : تاکنون هيچکس از روش مشابه اين روش و تست گرمايي براي رسيدن به چنين خواص مکانيکي استفاده نکرده است. ما در اين بخش نسبت به ديگر محققان جلوتر هستيم. از آنجايي که خواص مکانيکي اين گرافن سنتزي بي‌نظير است، مي‌تواند براي کاربردهاي مختلف مهندسي و تجاري مفيد باشد. اين ماده توليد شده نه تنها محکم‌تر، سبک‌تر، سخت‌تر و انعطاف‌پذيرتر از فولاد است بلکه مي‌تواند منجر به توليد محصولاتي قابل بازيافت شود که هم زيست سازگار بوده و هم ارزان‌تر است. رنجبر مي‌گويد از اين ماده سنتزي جديد مي‌توان در صنايع خودروسازي و هوانوردي استفاده کرد به‌طوري که اين ورقه‌هاي گرافني منجر به توليد خودروها و هواپيماهاي سبکي مي‌شود که سوخت کمتري مصرف کرده، آلودگي کمتري بوجود آورده، ارزان‌تر بوده و زيست سازگار است.

او مي‌افزايد شرکت‌هاي هواپيماسازي بزرگ نظير بوئينگ، شروع به جايگزيني الياف کربني و مواد مبتني بر کربن به‌جاي فلزات کرده‌اند. ورقه گرافني بعد از مواد نامبرده، گزينه بعدي براي تحقيق جهت استفاده در اين حوزه بوده است.توليد ورقه‌هاي گرافني از گرافيت، موجب افزوده شدن ارزش بيشتر به صنايع توليدي استراليا مي‌شود. طي دهه گذشته، مواد مبتني بر کربن به سرعت جايگزين فلزات شده‌اند.

کشور استراليا داراي معادن غني گرافيت بوده که اين موضوع موجب خلق فرصت مناسبي براي استفاده از آن در محصولات و صنايع شده است.يافته‌هاي محققين اين پروژه در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Advanced mechanical properties of graphene paper در نشريه Journal of Applied Physics به چاپ رسيده است.

منبع: ستاد نانو

ساخت نانوپوشش هاي هوشمند ضدخوردگي پايه پليمري

 ساخت نانوپوشش هاي هوشمند ضدخوردگي پايه پليمري توسط پژوهشگاه صنعت نفت، از دستاوردهاي طرح پنج ساله امكان سنجي فرمولاسيون، ساخت و استفاده از نانوپوشش‌ها به منظور حفاظت از خوردگي تأسيسات و تجهيزات صنايع نفت است.

به گزارش سایت خبری پپنا، حميرا شريعت پناهي رئيس مركز تحقيقات پوشش-پژوهشكده حفاظت صنعتي پژوهشگاه صنعت نفت، با اعلام اين خبر گفت: طرح پنج ساله "امكان سنجي فرمولاسيون، ساخت و استفاده از نانوپوشش‌ها به منظور حفاظت از خوردگي تأسيسات و تجهيزات صنايع نفت" يكي از طرح هاي مركز تحقيقات پوشش پژوهشگاه صنعت نفت به منظور دستيابي به دانش فني ساخت نانوپوشش‌هاي قابل كاربرد در صنعت نفت است.

وي با بيان اين كه يكي از دستاوردهاي اين طرح ساخت و بررسي عملكرد نوعي از نانو پوشش هاي هوشمند ضد خوردگي است، گفت: عملكرد هوشمند اين نانو پوشش ها به گونه اي است كه نانو پوشش، بازدارنده موجود در خود را تنها باشروع فرايندخوردگي وتوليد محصولات ناشي از آن ، آزاد نموده و سبب جلوگيري از خوردگي مي شود و درصورت توقف فرآيند خوردگي و يا عدم وجود عوامل خورنده، آزادسازي بازدارنده نيز متوقف مي گردد. وي افزود: با توجه به هزينه هاي بالاي نگهداري، تعويض، قيمت هاي بالاي بازدارنده و آلودگي هاي زيست محيطي خوردگي تاسيسات و تجهيزات صنايع نفت، اين مكانسيم به مصرف بهينه و حداقل هزينه ها كمك مي كند.رئيس مركز تحقيقات پوشش-پژوهشكده حفاظت صنعتي پژوهشگاه صنعت نفت، تاكيد كرد: استفاده از نانوپوشش ها از ارزش و اهميت بالايي بر خوردار است.

وي چاپ دو مقاله در مجلات بين مللي(ISI) و برگزاري يك سمينار در زمينه نانوپوشش ها، از دستاوردهاي انتشاراتي اين طرح عنوان كرد و افزود: تهيه 2 پتنت و 4 مقاله ديگر در ارتباط با اين طرح از سو ي پژوهشگاه در حال انجام است. شريعت پناهي گفت: به منظور به بار نشستن هرچه بهتر و استفاده بهينه از نتايج حاصل از اين طرح، مركز تحقيقات پوشش در حال انجام آزمايش هاي ميداني و بررسي كارآيي سيستم‌هاي نانو پوشش ساخته شده در شرايط عملياتي مي‌باشد. وي يادآور شد: مركز تحقيقات پوشش آماده‌ي همكاري با قسمت‌هاي مختلف وزارت نفت به منظور توسعه دانش فني طرح حاضر وبهره‌گيري از آن درتعريف و انجام طرح هايي مانند: ساخت و استفاده از نانو پوشش‌ها به منظور حفاظت از خوردگي سطوح خارجي لوله‌هاي مدفون، سطوح داخلي مخازن نفتي و سطوح تأسيسات دريايي و نيز ساخت و استفاده از نانو پوشش‌هاي مقاوم در برابر حرارت و عايق حرارتي است.

رئيس مركز تحقيقات پوشش-پژوهشكده حفاظت صنعتي پژوهشگاه صنعت نفت، اظهار كرد: باتوجه به گستردگي عوارض ناشي از خوردگي در صنايع مختلف به ويژه نفت، گاز و پتروشيمي، استفاده از پوشش‌هاي نانو به منظور حفاظت بيشتر و افزايش عمر مفيد تأسيسات توصيه مي‌گردد. وي با بيان اين كه دستاوردهاي طرح پنج ساله " امكان سنجي فرمولاسيون، ساخت و استفاده از نانوپوشش‌ها در پنج فاز و در قالب13 پروژه تحقيقاتي انجام شده است گفت: يكي از دستاوردهاي اين طرح، دستيابي به دانش فني تهيه نيمه صنعتي نانو پوشش دولايه بر پايه اپوكسي پايه حلالي مقاوم در برابر خوردگي اتمسفري است.

شريعت پناهي افزود: از مزاياي اين نوع نانوپوشش ها نسبت به سيستم سه لايه سنتي ، افزايش طول عمر حفاظتي، حذف لايه مياني وكاهش ضخامت كل پوشش و در نتيجه كاهش هزينه اعمال، سازگاري لايه نانوپرايمر با لايه‌‌هاي رويه سنتي و كاهش چشمگير در هزينه توليد پرايمر در صورت استفاده از لايه پرايمر نانو كامپوزيت به علت كاهش درصد مواد معدني است.

وي دانش فني تهيه نيمه صنعتي نانو پوشش دو لايه و سه لايه بر پايه اپوكسي پايه آبي مقاوم در برابر خوردگي اتمسفري را يكي ديگر از دستاوردهاي اين طرح پنج ساله عنوان كرد و گفت:يكي ازمزاياي اين نانوپوشش ها نسبت به سيستم سه لايه سنتي ،كاهش درصد مواد معدني در لايه پرايمر (با حذف روي) ، كاهش ضخامت كل پوشش، كاهش تعداد لايه‌ها و هزينه اعمال در سيستم دو لايه ، رعايت هرچه بيشتر الزامات زيست محيطي و سلامت شغلي با به كار گيري سيستم پايه آبي وافزايش طول عمر حفاظتي نسبت به سيستم‌هاي غير نانويي است.

رئيس مركز تحقيقات پوشش-پژوهشكده حفاظت صنعتي پژوهشگاه صنعت نفت، تصريح كرد: سنتز نانوالياف و نانوذره پلي آنيلين به منظور به كارگيري در ساخت نانوپوشش ها از دستاوردهاي طرح پنج ساله امكان سنجي فرمولاسيون، ساخت و استفاده از نانوپوشش‌ها است كه اين طرح به منظور خودكفايي و عدم وابستگي به مواد وارداتي جزء نانويي اصلي مورد نياز براي تهيه پوشش ها، توسط تيم تحقيقاتي اين طرح ساخته شد. وي توضيح داد: در سال‌هاي اخير پوشش‌هاي صنعتي به شدت تحت تأثير نانو تكنولوژي قرار گرفته و نانو پوشش‌ها كه اغلب از به كارگيري مواد در مقياس نانو با هدف بهبود خواص و ابداع كاربردهاي جديد حاصل مي شوند كه مورد توجه واقع شده‌اند.

شريعت پناهي خاطر نشان كرد: افزايش كيفيت و طول عمر سرويس دهي، سازگاري با محيط زيست از جمله فوايدي است كه باعث توجه صنعتگران به اين گروه از پوشش‌هاي صنعتي شده است.وي يكي از گروه‌هاي مهم نانوپوشش‌ها را نانوپوشش‌هاي پليمري عنوان كرد و افزود: اين گروه از نانوپوشش ها با به كارگيري نانو ذرات به عنوان افزودني‌هاي بهبود دهنده خواص و ارتقاء دهنده كيفيت و كارايي در ساختار پوشش‌هاي عادي حاصل مي‌شوند.

رئيس مركز تحقيقات پوشش-پژوهشكده حفاظت صنعتي پژوهشگاه صنعت نفت، اظهار كرد: اين نانوپوشش‌ها با بهره‌گيري از ويژگي‌هاي منحصر به فرد نانوذرات توانسته‌اند به خواص برتري چون مقاومت ضدنفوذي و سد كنندگي، خواص مكانيكي نظير مقاومت در برابر سايش و خراش دست يافته و به عنوان گزينه‌اي مناسب جهت محافظت از خوردگي سطوح مطرح شوند. وي گفت: به كارگيري نانوپوشش‌هاي مقاوم در برابر خوردگي و با كارايي بالا مي تواند ميزان خسارات ناشي از خوردگي را به ميزان چشمگيري كاهش دهد.

شريعت پناهي افزود: نانوپوشش‌ها را مي توان با توجه به ويژگي‌هايي چون مقاومت دربرابر حرارت و آتش در مناطق حساس صنعتي كه در آنها بهبود ديرسوزي و مقاومت حرارتي پوشش همراه با مقاومت مكانيكي و خواص ضدخوردگي مطرح است مورد استفاده قرار داد.

منبع: موج/پپنا