تولید پوشش‌های ضدخوردگی با فناوری نانو توسط محققان کشور

 امروزه خوردگی فلزات یکی از مشکلات اساسی پیش‌روی کشورها است که سالانه علاوه بر صرف هزینه‌ها و از دست رفتن مواد، مشکلات زیست‌محیطی فراوانی را نیز به دنبال دارد.

راهکارهای متعددی برای مقابله با پدیده خوردگی در پیش گرفته شده است، یکی از پرکاربردترین روش‌ها، استفاده از پوشش‌های ضدخوردگی است، این پوشش‌ها با ایجاد سد فیزیکی در برابر نفوذ عوامل خورنده، طول عمر سازه فلزی را افزایش می‌دهند.

اما در طول زمان، پوشش دچار تخریب شده و دوام آن‌ها کاهش می‌یابد؛ برای رفع این مشکل نیز استفاده از رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی پیشنهاد شده است، امروزه با گسترش علم نانو، ساخت و استفاده از نانورنگ‌دانه‌های ضدخوردگی موردتوجه قرار گرفته است.

دکتر ایمان علی‌بخشی، دانش‌آموخته مقطع دکتری پژوهشگاه رنگ ایران با اشاره به واردات گسترده رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی و کیفیت نامناسب این مواد گفت: سالانه مبلغ هنگفتی صرف واردات رنگ‌دانه‌های ضدخوردگی، به‌خصوص رنگ‌دانه‌های فسفات روی، از کشورهای چین، ایتالیا و آلمان می‌شود که بسیاری از شرکت‌های رنگ‌سازی ایرانی از کیفیت این مواد ناراضی هستند.

وی ادامه داد: ازاین‌رو، با تعریف و انجام یک پروژه در پژوهشگاه رنگ ایران، موفق به سنتز نانورنگ‌دانه ضدخوردگی موسوم به هیدروکسید لایه‌ای مضاعف (LDH) شدیم که کارایی بسیار بالاتری در مقایسه با سایر رنگ‌دانه‌های موجود در بازار دارد.

علی بخشی از زیست‌سازگار بودن و هزینه تولید پایین در کنار خواص ضدخوردگی مطلوب به‌عنوان خصوصیات مهم نانورنگ‌دانه‌های ضدخوردگی هیدروکسید لایه‌ای مضاعف یاد کرد و افزود: رنگ‌دانه‌های سرب قرمز و کرومات‌ها از مهم‌ترین رنگ‌دانه‌های موجود هستند که علی‌رغم خواص ضدخوردگی مطلوبشان، موجب بروز مشکلات زیست‌محیطی می‌شوند.

وی ادامه داد: از سوی دیگر، فسفات روی که به‌عنوان جایگزینی زیست‌سازگار برای این رنگ‌دانه‌ها مطرح می‌شود، خواص ضدخوردگی چندان مناسبی ندارد. خصوصیات نانورنگ‌دانه تولیدشده در این طرح به نحوی است که عیوب محصولات مشابه موجود در بازار را پوشش داده است.

وی در خصوص سازوکار عملکرد این نانورنگ دانه درون پوشش گفت: نانورنگ‌دانه ضدخوردگی هیدروکسید لایه‌ای مضاعف از ساختاری لایه‌ای برخوردار است که ابعاد فواصل بین لایه‌ها در حد نانومتر است. این فواصل نانومتری قادرند یون‌های کلرید و هیدروکسید مضر را جذب کرده و در عوض یون‌های مفید بازدارنده را آزاد کنند.

این محقق و فعال حوزه صنعت تصریح کرد: استفاده از فناوری نانو موجب شده تا بتوان با مقادیر بسیار کمتری (بین ۲ تا ۵ درصد) نسبت به مقادیر زیاد مورداستفاده از رنگ‌دانه‌هایی نظیر روی فسفات (۱۰ تا ۲۰ درصد) به مقاومت عالی خوردگی دست یافت.

این پژوهش در دو اختراع داخلی با عناوین «تهیه نانورنگ‌دانه هیدرکسید لایه‌ای مضاعف روی آلومینیوم کربناتی به روش هم‌رسوبی» و «سنتز هیدروکسید لایه‌ای مضاعف نیتراتی با استفاده از اشعه فرابنفش (UV) جهت کاربرد به عنوان بازدارنده خوردگی» به شماره‌های ۸۹۹۸۷ و ۹۱۷۷۶ به ثبت رسیده و مراحل مربوط به ثبت سه اختراع بین‌المللی نیز در حال انجام است.

این طرح در قالب رساله دکتری دکتر ایمان علی‌بخشی، با راهنمایی دکتر ابراهیم قاسمی، دکتر محمد مهدویان و دکتر بهرام رمضان‌زاده انجام شده و تحت عنوان پایان‌نامه موردنیاز صنعت به تایید داوران ستاد ویژه توسعه فناوری نانو نیز رسیده است.