به گزارش روش سئو، پژوهش گروهی از دانشمندان ایرانی پیرامون افزایش طول عمر خطوط راه آهن با کمک نانوفناوری مورد توجه واقع شده و نویدبخش پیشرفت در این حوزه است.
به گزارش روش سئو به نقل از ایسنا و به نقل از نانومگزین، حفظ کردن خطوط راه آهن برای ایمنی خیلی مهم است و خطر تصادف های بزرگ و کوچک را به حداقل می رساند. این کار در مناطق بیابانی که با هجوم بی امان شن و نمک روبه رو هستند و ریل ها در آنجا به سرعت گرفتار خوردگی و سایش زودرس می شوند و به جایگزینی پرهزینه نیاز پیدا می کنند، بسیار دشوار است.
برپایه اطلاعات عرضه شده توسط پژوهشها و بازار پیشبینی می شود که بازار جهانی تعمیر و نگهداری راه آهن تا سال ۲۰۳۱ به ۳۱.۱ میلیارد دلار برسد که نشان دهنده نرخ رشد مرکب سالانه ۱۱.۲ درصد از سال ۲۰۲۲ تا ۲۰۳۱ است. گزارش ها تاکید می کنند که عامل اصلی این رشد، افزایش احتیاج به حفظ زیرساخت های موجود در شرایط چالش برانگیز محیطی است.
گروهی از دانشمندان ایرانی شامل «میلاد علیزاده گلدیانی»، «نوید ثابت» و «محمدعلی محیط» با پرداختن به این نگرانی جهانی، به فناوری نانو روی آورده اند. آنها یک نانوپوشش منحصربه فرد ابداع کردند که برای افزایش قابل توجه طول عمر سیستم های اتصال ریل در محیط های شنی طراحی شده است.
کار نوآورانه این گروه پژوهشی که گزارش آن نخستین بار در ۱۸ آوریل سال ۲۰۲۰ در مجله «Global Railway Review» به چاپ رسید، توجه خیلی از علاقمندان حوزه نانوفناوری را به خود جلب کرده است.
پیشرفت نانوفناوری
کار اولیه، یک نانوپوشش مخصوص ساخته شده از اپوکسی غنی از روی و پلی اورتان را در بر داشت. هنگامی که این نانوپوشش روی گیره ها و پیچ های ریل اعمال می شود، مانعی را بین فلز و عناصر محیطی خشن بوجود می آورد و در نتیجه، به صورت موثر به پیشگیری از خوردگی می پردازد.
هم بررسی های آزمایشگاهی و هم بررسی های میدانی، برتری این نانوپوشش را در جلوگیری از خوردگی تایید نموده اند. روش های آزمایشگاهی مانند «طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی»(EIS) و آزمایش اسپری نمک که به صورت گسترده پذیرفته شده اند، نشان دادند که پوشش های نانو می توانند تا ۳۱۵ برابر بهتر از همتایان معمولی خود در مقابل خوردگی مقاومت کنند. علاوه بر این، آزمایش های میدانی انجام شده در یک خط راه آهن صحرایی هم دوام نانوپوشش را تایید کردند و نشان دادند که پوشش های نانو حتی بعد از یک سال بدون خوردگی باقی می مانند.
در جهت این یافته ها، مجله «Material Science Research India» به تازگی گزارشی را منتشر نموده که در آن آمده است: استفاده از مواد نانو برای محافظت در مقابل خوردگی به صورت فزاینده ای درحال محبوب شدن است. روش های گوناگونی مانند به کار بردن روی سطح، پوشش های نازک نانوکامپوزیت، پوشش های لایه بالایی و پوشش های مانع حرارتی هم اکنون برای مدیریت خوردگی استفاده می شوند.
موانع بالقوه و تحولات آینده
علیرغم این نتایج امیدوارکننده، فناوری نانوپوشش با چالش های بالقوه ای مانند موانع نظارتی و هزینه های بالای پژوهش و توسعه مواجه می باشد. علاوه بر این، باآنکه بررسی های آزمایشگاهی و میدانی نویدبخش بوده اند اما نتایج بلندمدت در مقیاس بزرگ تر هنوز ثابت نشده اند.
با این وجود، صنعت تعمیر و نگهداری زیرساخت های ریلی که پتانسیل بالایی دارد، شاهد ظهور موجی از استارت آپ هایی بوده است که به سمت راهکارهای نانوفناوری می روند. شرکت هایی مانند شرکت آمریکایی «نانوتک اینداستریال سولوشنز»(Nanotech Industrial Solutions) با استفاده از فناوری نانو درحال ارتقای ایمنی راه آهن هستند. آنها تا به امروز ۹۷ میلیون دلار بودجه جمع آوری کرده اند.
واضح است که به رغم موانع احتمالی پیش رو، فناوری پیشگام نانوپوشش دانشمندان ایرانی نویدبخش است. این چاره ابتکاری می تواند تعمیر و نگهداری راه آهن و فراتر از آنرا متحول سازد و به ابداع زیرساخت های ایمن تر، قابل اعتمادتر و مقرون به صرفه تر در سراسر دنیا کمک نماید.
