تفلون باز هم نچسب‌تر شد

تقریبا همگان با پلی تترافلوئوراتیلن (PTFE) یا همان تفلون آشنایی دارند، برندی که توسط شرکت صنایع شیمیایی دوپونت به‌کار گرفته شد. PTFE که به ماده‌ «نچسب» و «دافع آب» هم مشهور است، یک روغن خشک است که در قطعات ماشینی از ابزار آلات آشپزخانه و سیلندر موتور گرفته تا صنایع فضانوردی و کاربردهای پزشکی استفاده می‌شود.

کد خبر: ۵۷۰۷۶۸

بتازگی پژوهشگران حوزه علوم مهندسی در دانشگاه آرکانزاس راهی را کشف کردند که از طریق آن چسبندگی پلیمر یاد شده باز هم کمتر از قبل شود.

آنها لایه‌های نازک PTFE را با نانو ذرات سیلیس ترکیب کرده و مشاهده کردند ماده روغنی ایجاد شده در زمان حصول سطح اصطکاک پایین، به‌وضوح سایش پلیمر را کاهش می‌دهند. نتیجه این کار پژوهشی ممکن است موجب طولانی‌تر شدن عمر دستگاه و همچنین افزایش کارایی ماشین شود.

پلی تترافلوئوراتیلن یک کلمه بزرگ و وحشت‌انگیز است. این سخن مین زو دانشیار مهندسی مکانیک است. وی اضافه می‌کند: چیزی که اکنون در باره آن صحبت می‌کنیم یک لایه یا محافظ مواد است که اصلا نمی‌چسبد و هیدروفوبیک یا دافع آب است.

روغن‌های جامد مانند PTFE به این دلیل که در دماهای بالا بسیار خوب عمل می‌کنند، هزینه نگهداری کمی داشته و در مقایسه با مایعات تمیزتر و پرکاربردترند.

وجود آنها در یک مجموعه صنعتی ضروری است، چراکه سطوح قطعات مختلف مکانیکی به‌طور پیوسته به یکدیگر ساییده می‌شوند.

PTFE در قیاس با دیگر روان‌سازهای جامد هم ارجحیت دارد. دلیل این امر را می‌توان در: ویژگی‌های خودبه‌خود روان‌کننده آن، توانایی در تولید اندک اصطکاک و مقاومت آن در برابر دمای بالا و مواد شیمیایی جستجو کرد.

از این ماده سال‌های سال به‌عنوان پلیمر روغنی استفاده می‌شده و دانشمندان و مهندسان در تلاشند با اضافه کردن نانو ذرات که موجب کاهش سایش روی ماده و در نتیجه افزایش طول عمر مفید آن می‌شود، کارایی آن را بهبود بخشند، اما تمرکز بالای این لایه‌های نانو منجر به بروز مشکلی شده است: همزمان با کاهش فرسایش، قابلیت مواد برای ایجاد اصطکاک نیز فزونی یافته است.

زو معتقد است: یک مانع اصلی در استفاده از لایه‌های میکرو و نانو، نبود توانایی در پیداکردن ماده اضافه‌ای است که مقاومت لازم را در برابر فرسایش ایجاد کند در حالی که سطح اصطکاک را نیز پایین نگه دارد و این دقیقا همان چیزی است که زو در سیلیس پیدا کرده است.

زو و ساموئل بک فورد، وقتی نانو ذرات و PTFE را با دو غلظت متفاوت یکپارچه ساختند، توانستند لایه‌های نازکی را به فولاد ضد زنگ اعمال کنند. هدف آنها از انجام این آزمایش‌ها اندازه‌گیری میزان اصطکاک و مقاومت در برابر فرسایش لایه‌ها بود.

در مقام مقایسه، آنها آزمایش‌های مشابهی را روی لایه PTFE خالص و فولاد ضد زنگ خالص انجام دادند. آندرو وانگ و شرکت داخلی اوشن نانوتک با همسان‌سازی نانو ذرات به این طرح کمک کردند.

زو می‌گوید: میکروگراف‌های به‌دست آمده نشان می‌دهد لایه‌های کامپوزیتی با تمرکز بیشتر سیلیس، پس از آن‌که با تست‌های سایش روبه‌رو شدند، آثار فرسایشی کمتری را بروز می‌دهند.