شعار سال: احسان تقوایی درباره ابداع خود در تولید پوشش های نانویی فوق آبگریز که برای جلوگیری از مصرف بیش از حد انرژی به‌کار می‌رود، اظهار کرد: کاربرد این پوشش ها از سال 2008 به بعد مورد توجه خاص قرار گرفت و براساس مشخصاتی که داشتند، رفته‌رفته در بخشهای مختلف به کار گرفته شدند.

این پژوهشگر دانشگاه صنعتی شریف درباره اینکه چرا با وجود تولید این پوشش ها، باز هم تحقیقات خود را معطوف به آن کردید و احیاناً چالش مطرح در این بخش چه بود که به آن پرداختید، تصریح کرد: چالش اصلی پیش‌روی پوشش های نانویی فوق‌آبگریز میزان دوام و پایداری آنها روی سطوح مختلف است و با توجه به اینکه معمولا بعد از چند بار یا حتی چند ساعت استفاده یا با خراشیدگی ساده خواص خود را از دست می‌دهند، تلاش کردیم تا با مدنظر قرار دادن این نکته، به سمت تولید پوشش های نانویی مقاوم و پایدار برویم تا این چالش را رفع کند.

افزایش عمر پوشش های نانویی با ابداع دو لایه‌ای

وی افزود: تمام تلاش ما این بود تا بتوانیم از همان مواد اولیه، دوامی مناسب به ارمغان آوریم تا نگرانی کاربردهای صنعتی پوشش های نانویی از بین رود.

این پژوهشگر کشور با تأکید بر اینکه اگر سطحی را پوشش نانویی دهیم که دوام و پایداری لازم را نداشته باشد، عملا کارمان در فاز تئوری مانده است، ابراز کرد: بر این اساس دست به ابداع پوششهای دو لایه زدیم و ذرات در ابعاد نانو و میکرو را به شکل توأمان با هم، به‌کار گرفتیم و در نهایت هم با آزمایش پوشش حاصل شده متوجه شدیم که پایداری این پوشش به مراتب بیشتر از پوشش های نانو یا میکرو ساده است.

تقوایی خاطرنشان کرد: ضمن اینکه ابداع ما، کاهش قابل توجه درگ (نیروی آئرودینامیکی که برخلاف حرکت وسیله نقلیه در حال حرکت در میان جریان هوا ایجاد می‌شود) در رنج قابل توجهی از سرعت را هم به وجود می‌آورد.

این فعال فناور با اشاره به اینکه تز کارشناسی ارشد من «استفاده از نانو ذرات و میکرو ذرات برای بررسی درگ» بود، یادآور شد: در مراحل تحقیقاتم مشاهده کردم هرچند ذرات و سطوحی که می‌سازیم کاهش درگ خوبی را به ارمغان می‌آورند اما بعد از چند بار استفاده، خاصیتشان از بین می‌رود لذا از خود پرسیدم چطور می‌شود با همین مواد موجود، پوششی ایجاد کرد تا خاصیتش را برای طولانی مدت حفظ کند.

حل بحران برقی خوزستان با پوشش های نانویی روی تجهیزات برقی

وی اشاره‌ای هم به بحران اخیر خوزستان و خاموشیهای این استان داشت که ناشی از ترکیب گرد‌وخاک و آب روی مقره دکلهای برقی و در نتیجه از بین رفتن خاصیت نارسانایی آنها بود، و تصریح کرد: یکی از خواص پوشش های فوق‌آبگیریز، خودتمیز شوندگی است؛ به این معنا که وقتی روی سطحی اعمال شود، بدون نیاز به نیروی خارجی یا انرژی خاصی، با کوچکترین ذره آب تمام سطح تمیز می‌شود.

این پژوهشگر تصریح کرد: از این خاصیت (پوششهای نانویی) روی کابلهای برق در مناطق دوردست یا در شرایط آب‌وهوایی بد استفاده می‌شود زیرا خاک‌گرفتگی و آلودگی بخش بزرگی از بازدهی سیستم های انتقال برق را از بین می‌برد.

وی افزود: از این قابلیت همچنین در مناطق دور از دسترس انسان نیز استفاده می‌شود و لذا اگر پوششها از پایداری و دوام خوبی برخوردار باشند، استفاده از آنها توجیه اقتصادی می‌یابد.

پوشش های نانویی ضدیخ

تقوایی با اشاره به اینکه چنین پوششهایی در مناطق سردسیری نیز کاربرد دارند، بیان کرد: با توجه به خاصیت آبگریزی آنها، خاصیت ضد یخ‌زدگی هم دارند و در کشورهای اروپایی و مناطق سردسیر بسیار کاربرد دارند.

وی با تأکید بر اینکه استفاده از این پوشش های نانوساختار روی سطوح شناور در آب همچنین سطوح داخلی لوله‌های آب نیز می‌تواند منجر به کاهش مصرف انرژی در صنایع مختلف شود، گفت: استفاده از فناوری آب‌گریزی در تولید بدنه شناورها می‌تواند موجب کاهش مصرف سوخت آنها شده و قدرت مانورشان را افزایش دهد ضمن اینکه می‌توان هزینه‌های جاری حمل‌ونقل دریایی و مسائل زیست محیطی مربوط به آن را به حداقل رساند.

این فعال فناور گفت: شناورهای آبی، کشتی ها، قایق ها و ناوها بخش بزرگی از انرژی و سوختشان را صرف غلبه بر نیروی درگ (نیروی مقاوم آب) می‌کنند؛ آب حین برخورد با سطح جامد در حال حرکت، نیروی مقاوم بزرگی را تولید می‌کند لذا اگر کاری کنیم تا آب به طور مستقیم با سطح برخورد نداشته باشد به این معنی که لایه‌ای از هوا را روی سطح نگه داریم که آب با آن برخورد داشته باشد، بخش بزرگی از نیروی درگ را کم کرده‌ایم که در این صورت قدرت مانور شناور بالا می‌رود در حالیکه مصرف سوخت آن کم می‌شود.

استقبال ارتش از پوشش های نانویی برای استفاده روی شناورها

این مبتکر کشورمان یادآور شد: سطوح فوق‌آبگریز با همراه داشتن دو خاصیت زبری در ابعاد میکرو و نانو همچنین خاصیت آبگریزی مولکولهای سطح، به میزان قابل توجهی توانایی دفع مولکولهای آب را دارند؛ از این خاصیت می‌توان در کاربردهای مختلفی از قبیل تولید سطوح ضدزنگ، خود تمیز‌شونده، ضد یخ و سطوح کاهنده نیروی اصطکاک بهره برد.

وی در پاسخ به این سؤال که چنین ابداعی را تاکنون به نیروهای نظامی که بخش اعظمی از توانشان در دریا و تجهیزات دریایی صرف می‌شود، پیشنهاد نکرده‌اید، گفت: حین انجام تز دانشگاه، این پروژه را به صورت پیشنهادی به نیروی دریایی ارتش ارائه دادم که مسئول حمایت از طرحهای پژوهشی ارتش هم بسیار استقبال کرد و بازخوردهای مثبتی از آن گرفتم اما در نهایت به دلیل مشکلات مالی، در حد همان ابراز علاقه ماند.

تقوایی در پایان با بیان اینکه یکی از اهدافم این است که این پروژه در سطح آزمایش را به فاز تولید صنعتی هم برسانم، خاطر نشان کرد: دنبال این هستیم تا موانع صنعتی شدن تولیدات نانویی را برطرف کنیم و بعد از آن اگر شرایطش مهیا بود فعالیتمان را در قالب شرکتی دانش‌بنیان پیش بریم.