سطوح خود ترمیم شونده

رویای مهندسان درباره سطوح خود ترمیم شونده در حال تبدیل به واقعیت است. محققان لایه‌های الکتروپلیت (آبکاری شده)ای ساخته‌اند که شامل کپسول‌های ریز با سایزهای در حد نانو می‌‌باشند. درصورتی که لایه‌ای آسیب ببیند، کپسول‌ها با آزاد کردن مایعی از خود، خراش ایجاد شده را ترمیم می‌‌کنند.

پوست انسان نمونه‌ی بارزی از سطوح خود ترمیم شونده است که خراش‌ها و برش‌های کوچک را به سرعت ترمیم نموده و پس از چند روز هیچ اثری از زخم باقی نمی‌ماند.مهندسین بدنبال اعمال اثر خود ترمیمی به مواد دیگر کار هستند. اگر فلزات لایه‌ای داشته باشند که آنها را از خوردگی محل خراش‌ها حفظ کند، زنگارها از بین می‌‌روند.هدف نهایی، تولید لایه‌ی الکتروپلیت است که کپسول‌های پر شده از مایع همانند کیک کشمشی بصورت مساوی در آن توزیع شده‌اند. در صورت آسیب این لایه، کپسول‌ها در نقاط آسیب دیده ردیف شده و با رهایش مایع، خراش را ترمیم می‌کنند.

تاکنون، همه این طرح‌ها به دلیل اندازه بزرگ کپسول‌ها برای لایه‌های الکتروپلیت با شکست مواجه شده است. اندازه کپسول‌های تولید شدهحدود ۱۰ تا ۱۵ میکرومتر بوده که حدود ۲۰ میکرومتر بزرگتر از مقدار مورد نیاز است. این کپسول‌ها خواص مکانیکی لایه‌ها را تغییر می‌‌دهند.

محققان انستیتو فرانهوفر مربوط به شرکت تولیدی، مهندسی و اتوماسیونIPA در اشتوتگارت با همکارانشان در دانشگاه دویسبورگ ایسن آلمان، پروژه‌ای را با پشتوانه مالی کارخانه فولکس واگن برای تولید لایه‌های الکتروپلیت در حد نانو در حال انجام دادن هستند. قطر چند صد نانومتری کپسول‌ها، نتایج بسیار بهتری را می‌دهد. به گفته دکتر مارتین متزنر، رئیس دپارتمانIPA، محققین بدنبال روشی هستند تا حین تولید لایه‌های الکتروپلیت، کپسول‌ها آسیب نبینند. ایشان همچنین افزودند:” هرچه کپسول‌ها کوچکتر باشند، پوشش‌های نازک‌تر و حساس‌تری قابل تولید است. الکترولیت‌های مورد استفاده برای فرایند‌های آبکاری از نظر شیمیایی بسیار حساس بوده و به راحتی می‌‌توانند سبب تخریب کپسول‌ها شوند”. بنابراین محققان دنبال مواد سازگار برای پوشش کپسول‌های مورد استفاده در الکتروپلیت‌ها هستند.

از موارد کاربرد این مواد می‌توان به یاتاقان‌های مکانیکی اشاره کرد، مواد مورد استفاده در یاتاقان‌ها معمولاً دارای پوشش الکتروپلیت هستند که می‌‌توان کپسول‌ها را در این پوشش‌ها جا داد.یکی از مشکلات این مواد ازدست دادن سریع روان کننده است که در صورت بروز چنین مشکلی بخشی از پوشش یاتاقان‌ها از بین می‌‌رود، در نتیجه کپسول‌های موجود در بالاترین سطح لایه الکتروپلیت منفجر شده و روان کننده‌را آزاد می‌‌کنند.بنابراین با کار کردن موقت این یاتاقان‌ها آسیبنمی‌بینند.

محققان اولین نمونه‌های مس، روی و نیکل پوشش دهی شده با کپسول‌های جدید را تولید کرده‌اند. با اینکه پوشش‌های این سطوح کمتر از چند سانتیمتر است، محققین تخمین می‌‌زنند ۱.۵ تا ۲ سال آینده می‌‌توانند همه موادرا پوشش دهی کنند. در مراحل بعدی محققین روی سیستم‌های پیچیده دیگر شامل انواع مختلف کپسول‌ها کار خواهند کرد.