سطوحی که به صورت خودکار تمیز میشوند

به گزارش مجله خبری نگار،محققان دانشگاه تگزاس در حال توسعه سطوحی با قابلیت تمیز شدن خودکار هستند که غبار و خاک روی آن‌ها نمی‌نشیند. باید توجه داشت ذرات برای چسبیدن به یکدیگر تنها نیروی گرانش تکیه می‌کنند.

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

طی این پژوهش، دانشمندان هندسه سطوح صاف را در سطحی که برای چشم انسان نامرئی است تغییر دادند. این تیم 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. در عوض، ذرات قبل از درگیر شدن با مواد به دلیل گرانش به یکدیگر می‌چسبند.

این مطالعه که بودجه آن توسط کمک مالی برنامه تحقیقاتی نوآوری در کسب و کار‌های کوچک ناسا تامین شده است، مواد را با انباشتن غبار ماه روی سطوح مهندسی شده قبل از چرخاندن به طرفین آن‌ها آزمایش کرد. محققان این تیم دریافتند که در پی استفاده از فناوری فوق، تنها دو درصد از سطح گرد و غبار روی سطوح باقی مانده است، در حالی که بیش از ۳۵ درصد از سطح صاف مورد آزمایش بدون تغییر باقی مانده است.

گفتنی است این سطوح جدید می‌توانند راه حلی غیرفعال برای از بین بردن گرد و غبار ارائه دهند. این روش، برخلاف روش‌های فعال‌تر مانند استفاده از برف پاک کن‌ها و مایع شستشو برای پاک کردن گرد و غبار از شیشه جلو اتومبیل، موثر خواهد بود.

چی هائو چانگ (Chih-Hao Chang) نویسنده ارشد این مطالعه واستادیار دانشکده مهندسی مکانیک واکر در این رابطه گفت: آن چه در این جا نشان داده ایم سطحی است که می‌تواند خودش را تمیز کند. به کمک این فناوری ذرات قادر به چسبیدن به سطوح نیستند، بنابراین فقط با استفاده از نیروی گرانش جدا می‌شوند.

نویسندگان مطالعه امیدوارند که این ماده راه حلی برای از بین بردن گرد و غبار فضایی ارائه دهد. گرد و غباری 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 ویرانی ایجاد کرده و حتی باعث شده مریخ‌نورد‌های مریخ دچار نقص و از کار بیفتند.

ساموئل لی، نویسنده اصلی این مطالعه که محقق مقطع کارشناسی در گروه چانگ بود، می‌گوید: در مورد غبار ماه در ماموریت‌های فضایی کار زیادی نمی‌توانید انجام دهید، زیرا این غبار به همه چیز می‌چسبد 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.

اگرچه فناوری ضد گرد و غبار ده‌ها سال است که وجود داشته، اما مطالعات به ندرت در خارج از آزمایشگاه به دلیل مشکلات پوسته پوسته شدن مورد توجه قرار گرفته است.

جالب توجه است که این فناوری از مفاهیم ساخت نانو تکنولوژی به نام‌های nanocoining و nanoimprinting استفاده کرد که الگو‌های روی اشیاء را در نسخه مدرنیزه شده از نحوه تولید انبوه روزنامه‌ها و عکس‌ها در قرن نوزدهم چاپ می‌کند.