توسعه سطوحی که گرد و غبار به آن نچسبد!

دانشمندان دانشگاه تگزاس در آستین در حال توسعه سطوح «خود تمیز شونده‌ای» هستند که باعث می‌شود ذرات گرد و غبار نتوانند به آن سطوح بچسبند. 

به گزارش ایسنا و به نقل از اس اف، گرد و غبار یک واقعیت رایج در زندگی است و چیزی بیش از یک مزاحمت روزانه است و می‌تواند وارد ماشین آلات و تجهیزات شود و باعث خرابی آنها شود. محققان دانشگاه تگزاس در آستین با شرکت «Smart Material Solutions» مستقر در کارولینای شمالی برای ایجاد روشی جدید برای جلوگیری از چسبیدن گرد و غبار به سطوح همکاری کردند. نتیجه توانایی ساخت بسیاری از مواد از فضاپیما گرفته تا پنل‌های خورشیدی و پنجره‌های خانگی در برابر گرد و غبار است.

محققان این مطالعه در درجه اول بر روی فناوری فضایی متمرکز شدند و اینکه چگونه گرد و غبار می‌تواند ماموریت‌های مریخ و تجهیزات ایستگاه‌های با فناوری پیشرفته را ویران کند و حتی آنها را خراب کند. با این حال، محققان همچنین بر این باورند که این کشف می‌تواند بر روی زمین مفید باشد و مانع از جمع آوری گرد و غبار و از دست دادن کارایی صفحات خورشیدی شود. این سطوح حتی ممکن است صفحه و پنجره‌های ما را از گرد و غبار تحریک کننده محافظت کنند.

دانشمندان برای این کار، هندسه سطوح صاف را در سطحی که برای چشم انسان نامرئی است، تغییر دادند. این گروه از محققان یک شبکه محکم در مقیاس نانو از ساختارهای هرمی شکل بر روی سطوح ساختند که چسبیدن ذرات گرد و غبار به مواد را دشوار می‌کند.

محققان در این مطالعه مواد را با انباشتن غبار ماه روی سطوح مهندسی شده آزمایش کردند و سپس شروع به چرخاندن گرد و غبار کردند. این تیم دریافت که تنها دو درصد از سطح گرد و غبار باقی مانده است، در حالی که بیش از ۳۵ درصد از سطح صاف و بدون تغییر باقی مانده است. سطوح جدید می‌توانند برخلاف روش‌های فعال‌تر مانند استفاده از برف پاک کن‌ها و مایع برای پاک کردن گرد و غبار از شیشه جلو اتومبیل، راه حلی غیرفعال برای از بین بردن گرد و غبار ارائه دهند.

«چیه هائو چانگ»(Chih-Hao Chang) نویسنده ارشد این مطالعه گفت: آنچه در اینجا نشان داده‌ایم سطحی است که می‌تواند خودش را تمیز کند. ذرات قادر به چسبیدن به سطح نیستند، بنابراین فقط با استفاده از نیروی گرانش جدا می‌شوند.

نویسندگان این مطالعه امیدوارند که این ماده راه حلی برای گرد و غبار فضایی ارائه دهد که می‌تواند در چنین محیط پرخطری بسیار مضر باشد و پاک کردن آن تقریبا غیرممکن است. گرد و غبار فضایی قبلاً در مأموریت‌های آپولو ناسا در پرواز فضایی انسانی خرابی ایجاد کرده و حتی باعث شده است که مریخ‌نوردها دچار نقص شده و از کار بیفتند.

«ساموئل لی»(Samuel Lee) دیگر نویسنده اصلی این مطالعه گفت: در مورد غبار ماه در فضا کار زیادی نمی‌توانید انجام دهید چرا که آنها به همه چیز می‌چسبند و هیچ راهی واقعی برای پاک کردن یا اسپری کردن آن وجود ندارد. گرد و غبار روی صفحات خورشیدی مریخ نوردها می‌تواند باعث از کار افتادن آنها شود.

این فناوری همچنین می‌تواند تأثیر فوق العاده‌ای بر روی زمین داشته باشد. این می‌تواند از جمع آوری گرد و غبار و از دست دادن کارایی پنل‌های خورشیدی در طول زمان جلوگیری کند. می‌تواند از پنجره‌های شیشه‌ای و حتی روزی صفحه‌های دیجیتالی مانند تلفن‌ها و تلویزیون‌ها محافظت کند. فناوری ضد گرد و غبار دهها سال است که وجود داشته است، اما به دلیل چالش‌های مقیاس‌پذیری، در خارج از آزمایشگاه جذابیت زیادی پیدا نکرده است.

بودجه این مطالعه توسط کمک مالی برنامه تحقیقاتی نوآوری در کسب و کارهای کوچک ناسا تامین شده است.

یافته‌های این مطالعه در مجله «ACS Applied Materials & Interfaces» منتشر شد.