به گزارش خبرگزاری ایمنا، خوردگی فرایندی طبیعی و خودبه‌خودی است که در اثر واکنش‌های شیمیایی یا الکتروشیمیایی میان فلزات و محیط اطراف رخ می‌دهد. این پدیده می‌تواند موجب کاهش عملکرد و دوام تجهیزات شود و خسارات اقتصادی و تهدیدات ایمنی جدی را به دنبال داشته باشد. در این میان، بازدارنده‌های خوردگی که با تغییر خواص سطح فلز یا محیط اطراف آن، واکنش‌های تخریبی را مهار می‌کنند، به‌عنوان راهکاری کارآمد برای مقابله با این پدیده مطرح شده‌اند.
شهره بنی‌اسد، یکی از چهره‌های برجسته و پیشگام در حوزه بازدارنده‌های خوردگی، با سال‌ها تجربه و فعالیت علمی در این زمینه شناخته می‌شود. وی با تکیه بر دانش فنی عمیق و پژوهش‌های مستمر، راهکارهایی نوآورانه ارائه داده است که نه‌تنها کارایی بازدارنده‌ها را افزایش می‌دهد، بلکه مسائل زیست‌محیطی ناشی از استفاده از ترکیبات شیمیایی خطرناک را نیز کاهش می‌دهد. بنی‌اسد در همایش‌ها و کنفرانس‌های متعدد ملی و بین‌المللی، یافته‌های علمی و تجربیات خود را به اشتراک گذاشت و نقش مهمی در انتقال دانش به جامعه علمی و صنعتی ایفا کرده است.
از دستاوردهای برجسته وی می‌توان به توسعه ترکیبات بهینه و سازگار با محیط زیست اشاره کرد؛ ترکیباتی که با بهره‌گیری از فناوری‌های نوین و رویکردهای علمی پیشرفته، علاوه‌بر مهار خوردگی، هزینه‌های نگهداری تجهیزات را نیز به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. مقالات منتشرشده در ژورنال‌های معتبر بین‌المللی، به بررسی مکانیسم‌های دقیق عملکرد بازدارنده‌ها و تأثیر عوامل محیطی بر کارایی آن‌ها پرداخته و نشان از تعهد بنی‌اسد به بهبود مستمر در این حوزه دارد. حضور شهره بنی‌اسد به‌عنوان متخصص در زمینه بازدارنده‌های خوردگی نقطه عطفی در تلاش‌های صنعت برای مقابله با مشکلات ناشی از خوردگی محسوب می‌شود از این رو با وی به گفت‌وگو نشستیم تا بیشتر درباره این موضوع بدانیم و از دید تخصصی آن را بررسی کنیم.
ایمنا: چگونه پلیمرها با آزادسازی هدفمند مولکول‌های بازدارنده، از گسترش خوردگی جلوگیری می‌کنند؟
بنی‌اسد: من در زمینه مهندسی مواد به‌ویژه توسعه پوشش‌های محافظتی برای جلوگیری از خوردگی فعالیت دارم. در سال‌های اخیر، پژوهش‌های فراوانی پیرامون پلیمرهای بازدارنده خوردگی صورت گرفته است. این پلیمرها به‌عنوان پوشش‌های هوشمند عمل می‌کنند و در صورت وقوع خوردگی، مولکول‌های باز می‌شوند و به‌طور هدفمند به نواحی آسیب‌دیده می‌روند تا از گسترش خوردگی جلوگیری کنند. منابع علمی متعددی از جمله مقالات منتشرشده در «مجله مهندسی مواد» و «Progress in Organic Coatings» به این تکنولوژی پرداخته‌اند.
ایمنا: اصول اولیه عملکرد این پلیمرها چگونه است؟ آیا می‌توانید روند کاری آن‌ها را برای ما توضیح دهید؟
بنی‌اسد: به‌طور کلی این پلیمرها شامل ماتریس پلیمری هستند که در ساختار خود حامل‌های فعال را جاسازی کرده‌اند. در شرایط عادی، این حامل‌ها قفل شده‌اند، اما به محض آغاز فرایند خوردگی یا تغییر محیطی همچون pH یا دمای بالا، این حامل‌ها آزاد می‌شوند. این آزادسازی موجب ایجاد پوشش‌های حفاظتی در محل‌های آسیب‌دیده می‌شود و از ادامه خوردگی جلوگیری می‌کند. یکی از مدل‌های نظری بر پایه مکانیسم آزادسازی کنترل‌شده است که در آن عوامل محیطی همچون یون‌های کلرید نقش تحریک‌کننده را ایفا می‌کنند. این مدل توسط پژوهشگران مختلف به تفصیل شرح داده شده است.
ایمنا: ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی این پلیمرها چه اهمیتی دارد؟ کدام مولفه‌ها بیشترین تأثیر را در عملکرد آن‌ها دارند؟
بنی‌اسد: ویژگی‌های شیمیایی همچون گروه‌های عاملی، وزن مولکولی و ساختار مولکولی پلیمرها بسیار حیاتی هستند. وجود گروه‌های عاملی خاص، به‌طور مثال گروه‌های آمینی یا هیدروکسیلی، می‌تواند به ایجاد پیوندهای هیدروژنی یا تعاملات یونی کمک کند که در نتیجه واکنش‌پذیری و سرعت آزادسازی حامل‌ها را کنترل می‌کند، همچنین خواص فیزیکی همچون نفوذپذیری، سختی و انعطاف‌پذیری پوشش، نقش مهمی در تضمین یکنواختی و دوام پوشش دارند. در مطالعات منتشرشده در «Journal of Coatings Technology and Research»، تأثیر ترکیبی ساختار شیمیایی و خواص فیزیکی بر عملکرد پوشش‌های بازدارنده خوردگی به‌وضوح نشان داده شده است.
ایمنا: تحقیقات علمی اخیر در این زمینه چه دستاوردهایی داشته‌اند؟
بنی‌اسد: به‌تازگی پژوهش‌های متعددی انجام شده که نشان می‌دهد استفاده از نانوذرات در ساختار پلیمر می‌تواند عملکرد بازدارنده را بهبود بخشد. به‌عنوان مثال، افزودن نانوکربن یا سیلیکای نانوذرات به ساختار پلیمری علاوه‌بر بهبود خواص مکانیکی، موجب افزایش کارایی در بازدارندگی خوردگی شده است، همچنین تحقیقات دیگری نشان داده‌اند که تغییر در دوز حامل‌های دارنده و تنظیم دقیق شرایط آزادسازی، می‌تواند عملکرد پوشش را در طول زمان بهینه کند. این دستاوردها، فرصت‌های جدیدی برای کاربرد در صنایع نفت، دریایی و ساختمانی ایجاد کرده‌اند. مطالعات صورت گرفته در دانشگاه‌های معتبر اروپایی و آسیا این یافته‌ها را تأیید کرده‌اند و بهبود قابل توجهی در عمر مفید سازه‌های فلزی گزارش شده است.
ایمنا: از نظر شما، مزایا و معایب استفاده از پلیمرهای بازدارنده خوردگی در صنعت چیست؟
بنی‌اسد: از مزیت‌های اصلی این فناوری می‌توان به عمر طولانی پوشش، توانایی خودترمیمی و کاهش نیاز به تعمیرات مکرر اشاره کرد. در صنعت‌های مختلف که هزینه‌های نگهداری و تعمیرات بسیار بالا هستند، استفاده از چنین پوشش‌هایی می‌تواند بسیار اقتصادی باشد، همچنین از نظر زیست‌محیطی، استفاده از پوشش‌های بر پایه پلیمر که آزادسازی کنترل‌شده دارند، نسبت به روش‌های سنتی که بیشتر از مواد سمی استفاده می‌کنند، مزیت محسوب می‌شود.
از طرفی، معایبی نیز وجود دارد؛ یکی از چالش‌های اصلی، هزینه‌های اولیه بالای توسعه و تولید این پوشش‌ها است. علاوه‌بر این، پیچیدگی در طراحی و کنترل دقیق شرایط آزادسازی حامل‌های دارنده می‌تواند به مشکلاتی در مقیاس‌گذاری فرایند در سطح صنعتی منجر شود، همچنین نیاز به پژوهش‌های بیشتر برای اطمینان از پایداری پوشش‌ها در شرایط محیطی متفاوت از دیگر مسائلی است که باید برطرف شود. پژوهش‌های منتشرشده در «Surface and Coatings Technology» به این نکات اشاره کرده‌اند .
ایمنا: در عصر فناوری‌های نوین، نقش فناوری‌های نوین همچون نانو و هوش مصنوعی در بهبود عملکرد این پلیمرها چیست؟
بنی‌اسد: فناوری‌های نوین همچون نانو فناوری، به‌ویژه استفاده از نانوذرات و نانوساختارها، امکان ایجاد پوشش‌های هوشمند و خودترمیمی را فراهم می‌کنند. به‌عنوان مثال، ترکیب پلیمرهای بازدارنده با نانوذرات نقره یا نانوکربن می‌تواند همزمان خواص ضدباکتریایی و مقاومت به خوردگی را ارائه دهد. همچنین استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی در تحلیل داده‌های مربوط به شرایط محیطی و پاسخ پوشش به تغییرات، به پژوهشگران کمک می‌کند تا سیستم‌های آزادسازی را به صورت دقیق‌تر تنظیم کنند. مطالعات منتشر شده در «ACS Applied Materials & Interfaces» این کاربردها را با جزئیات بررسی کرده‌اند و نشان داده‌اند که چگونه می‌توان با به‌کارگیری فناوری‌های نوین، عملکرد پوشش‌های پلیمری را به مراتب بهبود بخشید.
ایمنا: چه چالش‌هایی در تحقیقات مربوط به این حوزه وجود دارد؟
بنی‌اسد: یکی از چالش‌های اساسی، کنترل دقیق دوز آزادسازی حامل‌های دارنده است. در بسیاری از موارد، تغییرات محیطی همچون دمای بالا یا pH متفاوت می‌تواند منجر به آزادسازی ناخواسته حامل‌ها شود که در نتیجه پوشش از عملکرد مطلوب خود کاسته می‌شود. چالش دیگر، یکپارچه‌سازی این فناوری با فرایندهای صنعتی موجود است. به عبارت دیگر، باید راهکارهایی ارائه شود که بتوان این پوشش‌های نوین را بدون نیاز به تغییرات اساسی در خطوط تولید موجود به کار گرفت. همچنین مطالعه طولانی‌مدت عملکرد این پوشش‌ها در شرایط واقعی، نیازمند آزمایش‌های گسترده در محیط‌های مختلف صنعتی است. این موضوعات همه در گزارش‌های پژوهشی اخیر به‌عنوان چالش‌های اصلی ذکر شده‌اند .
ایمنا: آینده پلیمرهای بازدارنده خوردگی در صنایع مختلف را چگونه می‌بینید؟
بنی‌اسد: آینده این فناوری بسیار روشن است. با توجه به روند رو به رشد نیاز صنایع به پوشش‌های هوشمند و خودترمیمی، انتظار می‌رود که استفاده از پلیمرهای بازدارنده خوردگی در بخش‌های نفت و گاز، دریایی، ساختمانی و حتی خودروها افزایش یابد. تحقیقات نشان می‌دهد که با بهبود مستمر فناوری‌های مربوط به آزادسازی کنترل‌شده، می‌توان به پوشش‌هایی دست یافت که نه تنها از خوردگی جلوگیری می‌کنند بلکه به‌طور فعال، آسیب‌های ناشی از خوردگی را نیز ترمیم می‌کنند. این امر می‌تواند به افزایش عمر مفید سازه‌ها، کاهش هزینه‌های نگهداری، همچنین کاهش تأثیرات زیست‌محیطی منجر شود. بسیاری از پژوهشگران پیش‌بینی می‌کنند که در دهه‌های آینده شاهد پیشرفت‌های چشمگیری در این حوزه خواهیم بود.
ایمنا: چه پیشنهاداتی برای پژوهش‌های آینده در این زمینه دارید؟
بنی‌اسد: از دیدگاه من، چندین جهت برای پژوهش‌های آینده وجود دارد. نخست، توسعه مدل‌های ریاضی دقیق‌تر برای پیش‌بینی رفتار پوشش‌های بازدارنده در شرایط مختلف محیطی، می‌تواند به بهبود طراحی آن‌ها کمک کند. دوم، آزمایش‌های کاربردی در مقیاس‌های صنعتی جهت ارزیابی عملکرد پوشش‌ها در شرایط واقعی بسیار حیاتی است. همچنین، توجه به جنبه‌های زیست‌محیطی و بهینه‌سازی ترکیبات به نحوی که هم کارایی و هم سازگاری زیست‌محیطی بهبود پیدا کند، از جمله اولویت‌های پژوهشی آینده است. در نهایت، همکاری بین دانشگاه‌ها، مؤسسات تحقیقاتی و صنعت برای انتقال فناوری‌های نوین از آزمایشگاه به بازار صنعتی، گامی مهم در پیشبرد این حوزه محسوب می‌شود. این نکات همه در مقالات بررسی روندهای نوین در پوشش‌های ضدخوردگی مورد تأکید قرار گرفته‌اند.
ایمنا: آیا نکته یا پیامی برای صنعتگران و پژوهشگران جوان دارید؟
بنی‌اسد: پیام من به همه صنعتگران و پژوهشگران جوان این است که نوآوری و تحقیق همیشه کلید پیشرفت است. در حوزه‌های حساس همچون پیشگیری از خوردگی، هر ایده‌ای می‌تواند تأثیرات چشمگیری در بهبود عملکرد سازه‌های صنعتی داشته باشد. تلاش برای یافتن راهکارهای پایدار، بهره‌گیری از فناوری‌های نوین و همچنین برقراری ارتباط مستمر با جامعه علمی از الزامات موفقیت در این حوزه است. همچنین باید از منابع علمی معتبر بهره برد و تحقیقات خود را بر مبنای داده‌های تجربی و مدل‌های ریاضی قرار داد. آینده روشن است و با تلاش مستمر، می‌توانیم به دستاوردهایی دست پیدا کنیم که هم از نظر اقتصادی و هم از نظر زیست‌محیطی بسیار ارزشمند باشند.
نظر شما