Taşındım! Yeni adresim: http://nanoturkiye.net

6 Ağustos 2008 Çarşamba

Zehirsiz Bir Pas Önleyici

Krom, zehirli olan ve insan vücunda soluma yoluyla kansere yol açan bir metal. Bu metal sanayide paslanmaz çelik, kaynak, boyama ve pigment uygulamaları, akımla kaplama ve yüzey kaplama işlemlerinde kullanılıyor.

Metal yüzeylerin paslanması modern toplumlarda büyük ekonomik zararlara neden oluyor. Tahminlere göre paslanmadan dolayı AB yılda 200 milyar $, ABD ise 270 milyar $ zarar ediyor. Bu miktarın içinde hem direk, hem dolaylı masraflar var. Direk masraf paslanmayı geciktirmek için yapılan tasarım, üretim harcamalarını, dolaylı masraf ise paslanma kontrolü ve tamirinde yapılan harcamaları kapsıyor.

Zehirli olmasına rağmen, krom(IV) hâlâ paslanma kontrolü için metal endüstrisinin bitirme işlemlerinde yaygın olarak kullanılıyor. Paslanma zararının maliyeti, çevresel ve sağlık sorunlar, kanun kısıtlamaları bilim adamlarını yeni koruyucu kaplama sistemleri geliştirmeye zorluyor.

Dış bir etkiye (pH, nem değişimi, kaplamadaki yırtılma vb.) tepki gösteren "akıllı" malzemelerin üretimi nanoteknolojinin gelişimi ile arttı. Alman araştırmacılar nanoboyuttaki çok katmanlı kaplamaları pas önlemede kullanmak için bir yöntem geliştirmişler.

"Kaplamamız paslanmaya karşı yüksek direnç gösteriyor, ayrıca uzun zamanlı kullanılabiliyor. Çevreye de duyarlı ve ekonomik bir hazırlanması var. Biz metodu sadece havacılık alanında kullanılmasını anlatsak da, metod birçok yüzeyde kullanılabilir" diyor Dr. Daria Andreeva

Max-Planck bilimadamları katman katman depozisyonun kendini tamir eden pas önleme kaplamaları için çok verimli olacağını düşünmüşler. Katman Katman depozisyon esnasında zıt yüklü katmanlar - polielekrolitler ve inhibitörler ya da nanoparçacıklar - nanoboyutta birbirlerine elektrostatik yöntemlerle birleştiriliyor.

Bu pas önleme yöntemindeki dikkat çekici husus alüminyum alaşım yüzeyinin su içerisinde sonar dalgalara tabi tutulması. Tipik bir alüminyum yüzeyindeki 3-7 nm kalınlıktaki doğal oksit kaplaması paslanmaya karşı tam bir koruma sağlayamıyor.

"Ultrasonik müdahale düzenli bir tek katmanlı film oluşumu için olmazsa olmaz" diyor Andreeva.
"Bu tip yüzeylerin ıslanabilirliği, yapışkanlığı, ve katmanlar arsındaki kimyasal bağlar daha kuvvetli."

Sonar müdahaleden sonra, 5-10 nm kalınlığında polielektrot ve inhibitör katmanları oluşuyor.


Pas Önleyici Nanofilm0.1M NaCl çözeltisi içerisinde 21 günlük pas testinin ardından:
Yukarıdaki resim: kaplama olmayan alüminyum yüzeyinin taramalı tünelleme mikroskobu resmi

Aşağıda ise kaplamalı alüminyum resmi.




















Bilim adamları nanometre kalınlığındaki bu katmanın bile pas önleyici özelliği gördükten sonra çok şaşırmışlar. Bu katman sayesinde aşağıdaki 3 pas koruma mekanizmasını devreye giriyor:

1) İnhibitör salınımını azaltarak metalin bozunumunun azaltılması.
2) Polielektrolit katmanlarla pH'ın değiştirilmesi.
3) Polielektrolit bileşenler sayesinde filmin tamiri.

Andreeva ayrıca filmin üretim yöntemi sadece pas önlemede değil, kendini tamir edecek diğer katmanlarda da kullanılabileceğini belirtmiş.

Max-Planck takımının şimdi üzerine çalıştığı konu, metodun otomasyonunu sağlayarak, endüstride uygulamak.

Kaynak: 1 , 2

 

Yukarı