ابرقدرت پوشش ها غیرممکن ها را ممکن می سازد

موتورهای جت یکی از شگفت‌انگیزترین شاهکارهایی است که انسان‌های مهندسی تاکنون به آن دست یافته‌اند.

بن بیک، مدیر تحقیقات مواد در Micro Materials، یک شرکت تست تج،ات در و،، می گوید، اما موتورهای جت نباید امکان پذیر باشد.

او توضیح می دهد: «هوای وارد شده گرمتر از نقطه ذوب ف، زیر آن است – که بدیهی است چیز خوبی نیست.

طراحان موتورهای جت با استفاده از این مشکل این مشکل را برطرف کرده اند پوشش های سرامیکی مقاوم در برابر حرارت به تیغه های موتور و در حال حاضر، محققان در حال توسعه پوشش‌های قوی‌تر هستند که به موتورها اجازه می‌دهد همچنان داغ‌تر کار کنند.

دکتر بیک می‌گوید: «اگر هوا را گرم‌تر کنید، در مصرف سوخت و دی‌ا،ید کربن صرفه‌جویی زیادی می‌کنید. او ،ن می زند که با افزایش دما فقط 30 درجه سانتی گراد یا بیشتر، ممکن است 8 درصد در مصرف سوخت صرفه جویی کنید.

این قدرت پوشش ها است – آنها به طور اساسی عملکرد و قابلیت های یک ماده زیرین را تغییر می دهند. تعداد کمی از مردم می دانند که چقدر اهمیت دارند، اما این روکش ها و روکش ها می توانند ماشین های با کارایی بالا را شارژ کنند یا اطمینان حاصل کنند که تج،ات گران قیمت در سخت ترین محیط ها زنده می مانند.

دکتر بیک و همکارانش وظیفه دارند تا پوشش‌ها را به حد خود برسانند تا ببینند واقعاً چقدر قوی یا مؤثر هستند. مشتریان او همیشه به نتایجی که می خواهند نمی رسند. او به یاد می آورد که چند سال پیش به یک سازنده موشک گفته بود: “ما پوشش شما را ش،تیم”. دکتر بیک می‌گوید: «آن‌ها با صدای بلند هجوم آوردند.

میکرو متریا، علاوه بر قرار دادن پوشش ها در معرض دمای بالا، یک دستگاه «دارکوب»، یک قلم الماس ریز نیز دارد که به طور مکرر روی یک پوشش در مکان های تصادفی ضربه می زند تا دوام آن را آزمایش کند.

اخیراً، این شرکت با شرکت Teer Coatings مستقر در بریت،ا برای آزمایش محصولی کار کرده است که می‌تواند روی قطعات ماهواره‌ای از جمله چرخ دنده‌ها و یاتاقان‌های مورد استفاده در قطعات متحرک مختلف اعمال شود.

Xiaoling Zhang از این شرکت می‌گوید: این یک کار دشوار است، زیرا پوشش باید از چنین اجزایی هم قبل از پرتاب (زم، که در معرض رطوبت جو در سطح زمین قرار می‌گیرند) و هم در مدار، در برابر ذرات غبار و تشعشع در فضا محافظت کند. با این حال، او ادعا می کند که این شرکت به نتایج مطلوب دست یافته است.

اما علاوه بر محافظت از فضاپیماها، پوشش ها همچنین می توانند از بیمار شدن فضانوردان جلوگیری کنند.

بیوفیلم ها – تجمع تاریک باکتری ها در داخل لوله ها – در محیط های کم جاذبه سریعتر رشد می کنندکه می‌تواند برای منابع آب یا ماشین‌آلاتی که مایع را در ایستگاه‌های فضایی یا فضاپیماهای آینده جابه‌جا می‌کنند، مشکل‌ساز باشد.

کریپا واراناسی از مؤسسه فناوری ماساچوست می‌گوید: «بیوفیلم‌ها باعث ،ابی‌های مک،کی می‌شوند. “تو این را نمی خواهی.”

پروفسور واراناسی و همکارانش طیف وسیعی از پوشش‌ها را ایجاد کرده‌اند که سطوح را لغزنده و در نتیجه در برابر تشکیل بیوفیلم‌ها مقاوم می‌کند. آزمایش یکی از این پوشش‌ها در آزمایشی که در ایستگاه فضایی بین‌المللی انجام شد، نشان داد که این پوشش همانطور که در نظر گرفته شده بود کار کرد.

ایده پشت پوشش این است که یک ماده جامد و یک روان کننده را با هم مخلوط کنید. سپس به داخل لوله یا لوله اسپری می شود که سطح داخلی را بسیار لغزنده می کند.

پروفسور بنارس قبلاً برای توسعه پوشش‌های مشابه خبرساز شده بود داخل بسته های خمیر دندان – تا بتو،د آ،ین ذره خمیر دندان را بیرون بیاورید. او و همکارانش این فناوری را از طریق شرکت اسپین‌آوت خود LiquiGlide تجاری کرده‌اند.

لغزندگی، شاید، یک ویژگی نادیده گرفته شده است. Nuria Espallargas در دانشگاه علم و صنعت نروژ و همکارانش یک پوشش مبتنی بر کاربید سیلی، برای تج،ات مورد استفاده در تولید یا تعمیر آلومینیوم ایجاد کرده اند.

این یک نوع محلول ماهیتابه ن،ب است، به این م،ی که لایه های آلومینیوم مذاب روی این تج،ات گران قیمت گیر نمی کند. با این حال، عملکرد دقیق این پوشش خاص در حال حاضر معمایی است.

پروفسور اسپالارگاس می‌گوید: «راستش، ما واقعاً نمی‌د،م چگونه کار می‌کند، مک،سم آن در حال حاضر ناشناخته است.

با این وجود، این پوشش به صورت تجاری از طریق شرکت اسپین اوت سرام کوتینگز در دسترس است. Atlas Ma،e and Supply، یک شرکت آمریکایی که ماشین آلات صنعتی می سازد و تعمیر می کند، آن را امتحان کرده است.

جرمی ریدبرگ، مدیر ارشد نوآوری، می‌گوید: «منافع واقعی در افزایش عمر ابزارها و بهبود کیفیت محصولات تولید شده است.

او می گوید که بدون پوشش، اطلس باید ابزارهای غلتکی را که برای کار با آلومینیوم استفاده می کند، هر دو روز یکبار بازسازی کند. این هزینه سالانه 4.5 میلیون دلار است. اما پوشش جدید به این م،ی است که این ابزارها برای یک هفته کامل، نه فقط چند روز، دوام می‌آورند و هزینه‌های بازسازی را به حدود 1.3 میلیون دلار در سال کاهش می‌دهند.

اندی هاپکینسون، مدیر عامل گروه Safinah، شرکتی که اغلب برای بررسی زم، که پوشش‌ها اشتباه می‌شوند، فراخوانده می‌شود، پوشش‌ها می‌توانند کارهای شگفت‌انگیزی انجام دهند، اما همیشه آن‌طور که در نظر گرفته شده کار نمی‌کنند.

او با اشاره به رنگ مقاوم در برابر آتش که گاهی بر روی سازه‌های بتنی اعمال می‌شود، می‌گوید: «در حال حاضر مشکلات زیادی را در مورد پارکینگ‌ها می‌بینیم، جایی که سیستم حفاظت آتش غیرفعال آنها در حال جدا شدن است.

و شرکت او همچنین دریافته است که پوشش‌های اعمال شده روی کشتی‌های تجاری همیشه مانع از ،بیدن ماهی‌های دریایی و دیگر جانداران دریایی به بدنه نمی‌شوند. این مشکل که به رسوب زیستی معروف است، اصطکاک را افزایش می دهد، ی،ی کشتی موتور باید بیشتر کار کند – و سوخت بیشتری بسوز،د.

با وجود در دسترس بودن پوشش‌هایی که قول کمک می‌دهند، مالکان کشتی همیشه پوشش من، را برای کشتی خود انتخاب نمی‌کنند. دکتر هاپکینسون می‌گوید: این انتخاب باید به محل حرکت کشتی، مدت زمان بیکار بودن آن به جای حرکت و غیره بستگی داشته باشد.

هزینه رفع مشکلاتی مانند این می تواند به هزاران یا حتی میلیون ها پوند برسد. معمولاً هزینه رنگ بین 1 تا 2 درصد از پروژه است. آقای هاپکینسون می‌گوید، مشکل این است که وقتی اشتباه پیش می‌رود، هزینه‌ها افزایش می‌یابد.

محقق، که در این زمینه کار می کنند، می گویند که هنوز فرصت های زیادی برای بهبود پوشش ها و توسعه پوشش های جدید وجود دارد که می تواند عملکرد ماشین ها یا زیرساخت ها را در آینده به شدت بهبود بخشد.