روشی جدید برای تست ویژگی‌ها فیلم‌های نازك پلیمری
پژوهشگران موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) روش اندازه‌گیری قابل اعتمادی ارائه كردند كه با آن می‌توان سه ویژگی بنیادی در فیلم‌های نانومقیاس را اندازه گرفت. این روش می‌تواند برای اندازه‌گیری مكانیكی اجسامی كه حداقل یك بعد آنها در حد اندازه‌های یك ویروس است، مفید باشد. این روش جدید می‌تواند برای طراحی بهتر و مهندسی فناوری فیلم‌های نازك، به خصوص غشاءهای اسمز معكوس برای تصفیه آب، مورد استفاده قرار گیرد.

پژوهشگران موسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST) روش اندازه‌گیری قابل اعتمادی ارائه كردند كه با آن می‌توان سه ویژگی بنیادی در فیلم‌های نانومقیاس را اندازه گرفت. این روش می‌تواند برای اندازه‌گیری مكانیكی اجسامی كه حداقل یك بعد آنها در حد اندازه‌های یك ویروس است، مفید باشد. این روش جدید می‌تواند برای طراحی بهتر و مهندسی فناوری فیلم‌های نازك، به خصوص غشاءهای اسمز معكوس برای تصفیه آب، مورد استفاده قرار گیرد.

كریس استافورد، محقق مركز NIST، می‌گوید غشاءهای اسمز معكوس یكی از جالب‌ترین چالش‌ها برای دانشمندان حوزه مواد هستند. این غشاءها فیلم‌هایی نازك‌تر از 200 نانومتر بوده كه با یك لایه حمایت كننده متخلخل و ضخیم پشتیبانی می‌شوند. از آنها در سیستم‌های تصفیه آب استفاده می‌شود. آب دارای نمك و آلودگی در پشت این غشاء قرار می‌گیرد و نیرویی با فشار قابل توجه در حدود یك صد PSI ( تقریبا 7 مگاپاسكال) به آن اعمال می‌شود. این فشار به‌نحوی اعمال می‌شود كه آب به‌سوی غشاء فشار می‌آورد. با این فشار، آب از غشاء عبور می‌كند و ناخالصی‌های آن در سوی دیگر غشاء باقی می‌ماند. استحكام غشاء از ویژگی‌های مهم آن به‌شمار می‌رود بنابراین نباید تحت فشار این غشاء سوراخ یا پاره شود. پژوهشگران روشی یافته‌اند كه می‌توان با آن استحكام این غشاء را اندازه گرفت و نقطه پاره شدن آن را كه تحت فشار اتفاق می‌افتد، بدست آورد.
این روش محققان بر پایه یافته‌های اخیر یك تیم تحقیقاتی است كه در آن می‌توان مودول یانگ را برای یك فیلم بسیار نازك محاسبه كرد. مدول یانگ میزان سختی یا الاستیسیته یك ماده است كه برای به‌دست آوردن آن ماده مورد نظر را به یك لاستیك سیلیكونی متصل كرده و به آرامی آن را در یك جهت می‌كشند كه در نهایت بر روی ماده مورد نظر الگوهایی به شكل چین خوردگی ایجاد می‌شود. از روی مقدار كشیدگی ماده، می‌توان مدول یانگ را محاسبه كرد. در این پروژه، محققان، فیلم نازك را می‌كشند تا ترك‌هایی روی آن تشكیل شود. با مطالعه الگوهای تشكیل شده، محققان توانستند میزان شكست و فشار شكست و نقطه پاره شدگی را برای فیلم نازك به‌دست آورند.

با استفاده از این روش برای بررسی تاثیر كلر روی غشاء اسمز معكوس، محققان پرده از یك معما برداشتند. كلر ماده‌ای است كه در آب وجود داشته و به غشاء آسیب می‌زند. پیش از این تصور می‌شد كه واكنش شیمیایی در دراز مدت منشاء این آسیب است اما نتایج نشان می‌دهد كه این آسیب در چند ساعت اولیه اتفاق می‌افتد.

منبع: ستاد توسعه فناوری نانو

نوشته شده در تاریخ چهارشنبه 27 مهر 1390    | توسط: سیدمحمدامین شاهمرادی    |    | نظرات()