طريقة جديدة لإنتاج المعادن قد تولد آثار واسعة النطاق.
قد تزيد عملية جديدة قوة المعادن كالفولاذ بعشر مرات، وتجعلها أكثر مقاومة للتآكل. وإذا ما نجحت المعادن المعدلة الاختبارات العملية، قد تُوَجه العملية الجديدة لجعل الجسور وغيرها من البنى التحتية قائمة لفترات أطول بكثير، وأيضاً قد تجعل السيارات أخف وزناً مما سيساهم بتوفير الوقود.
طورت الشركة الناشئة Modumental من مدينة سياتل في الولايات المتحدة هذه العملية، وهي تقوم بتسويقها بالتعاون مع عدد من شركات النفط مثل Chevron، Conoco-Philips وHess.
(اقرأوا أيضاً: للمرة الأولى، تصنيع الترانزيستورات من مادة السيلسين )
حالياً، يتم اختبار بعض القطع، المُصنعة باستخدام هذه التقنية، في حقول النفط. يحتوي جزء من النفط مواد كيميائية مسببة للتآكل مثل كبريت الهيدروجين التي تضر معدات الإنتاج بسرعة. قد تحمي التقنية الجديدة هذه القطع من تلك العوامل مما سيزيد من عمرها بشكل كبير وهذا ما سيوفر كلفة البحث عن مصادر غير اعتيادية للنفط. وهذا سيكون فائدة أولى من نطاق واسع من التطبيقات.
يستند هذا التطور على واقعة أن التحكم على بنية المعادن في المستوى النانوي قد يضيف إلى تلك المواد خصائص جديدة. هذه التقنية متوفرة منذ فترة وجيزة لكنه من الصعب تطبيقها على نحو موثوق واقتصادي على قطع معدنية كبيرة. طورت الشركة الناشئة هذه العملية التي تسمح لها بالتحكم الدقيق على هيكلية المعادن، وبهذا تستطيع تصنيع قطع ذات أبعاد مترية. تقول المديرة التنفيذية للشركة، Christina Lomasney، أن العملية تُكلف نفس كلفة عمليات المعادن التقليدية كعملية تغليف المعدن بالزنك لمنع الصدأ Galavation.
تستخدم شركة Modumental هيئات متطورة من الطلاء الكهربائي Electroplating، وهي العملية التي تُستخدم لصنع طلاء الكروم على الأنابيب الداعمة والمحركة في الدراجة الكهربائية. تتضمن عملية الطلي الكهربائي غمر الجزء المعدني بحمام كيميائي يحتوي على أيونات معادن مُختلفة ومن ثم تطبيق تيار كهربائي يجعل هذه الأيونات تُشكل نوع من الطلاء المعدني.
تستخدم الشركة حمام يحتوي على أكثر من نوع من أيونات المعدن وتتحكم بتراكمها من خلال تغيير التيار الكهربائي. بتغيير التيار في لحظات معينة، تخلق هيكلية طبقية، حيث كل طبقة تبلغ ثخناً من عدة نانومترات وبتركيب مختلف. قد يبلغ الطلي النهائي عدة سنتيمترات ويمكنه تغيير، بشكل كبير، خصائص المادة الأساسية.
( اقرأوا أيضاً: الكرات النانوية تساهم بتضخيم سعة جهد كبلات الطاقة )
يقول David Lashmore، بروفيسور في علم المواد والذي عمل في هذا المجال، أن الطبقات المهندسة نانوياً تستطيع جعل المواد أوقى بإيقاف تحرك الشقوق عبرها.
يقول أيضاً أننا نحتاج، لجعل العملية تعمل على مستويات ضخمة، فهم دقيق للفيزياء والكيمياء الداخلة للإنتاج السبائك المطلوبة. حيث يقول أن عمل Modumental “مثير للإعجاب”.
تزيد الشركة الناشئة مدى إنتاجها في معملها في واشنطون. وتقول أن تكاليفها ما زالت في سعيها لإثبات نفسها في الإنتاجية على المدى الواسع، وقبل أن تصبح المواد جاهزة للاستخدام الشامل، سوف يُجرى علبها اختبارات من قِبل منظمة المسؤولة عن المعايير العالمية Standards Bodies للتأكد من أدائها.
المصدر: MIT Technology Review
