کاهش گازهای آلاینده هوا با تولید فلزاتی مقاوم

یکی از چالش‌های بزرگ صنایع تولیدی و حمل و نقل این است که چگونه بتوانند فلزهای قوی‌تر بسازند.

فرایندهای مختلفی برای بهینه‌سازی تولید این نوع فلز استفاده شده و روش‌های مختلفی از ریخته‌گری (casting) و براده‌برداری (machining) تا نوردکاری (rolling) مورد استفاده قرار گرفته است.

هدف همه این روش‌ها تغییر اندازه و شکل ذره‌های بلورینی است که فولاد، آلومینیوم و سایر فلزها را تشکیل می‌دهند.

هر چند متخصصان ذوب فلزها (metallurgists) از روش کوچک‌تر ساختن آن ذرات آگاه هستند، اما این یک فرایند آسان نیست.

چند نفر از پژوهشگران از جمله یکی از استادیاران دانشگاه کالگری (کانادا) این مساله را بررسی کردند که چه بر سر آن ذرات می‌آید و برای اولین بار مکانیسمی برای این فرایند یافته‌اند.

دکتر احمد تیامیو به تازگی یافته‌های خود را در این زمینه در نشریه Nature Materials منتشر کرده است.

متداول‌ترین راه برای کوچک‌تر ساختن ذرات در فلزات از طریق تغییر شکل دادن (deforming ) و گرم کردن آنها است که به نام «بازمتبلورسازی» ( recrystallization ) نیز شناخته می‌شود اما تعیین اینکه این فرایند چگونه در سرعت‌های بالاتر و در مقیاس کوچکتر اتفاق می‌افتد، دشوار است.

محققان هم اکنون به بررسی سرنوشت ذرات از طریق افزایش تدریجی سرعت تاثیر آنها پرداخته‌اند و به فرایند جدیدی برای تصفیه ذرات رسیده‌اند که به نام «بازمتبلورسازی دینامیک با کمک دوگانه سازی نانو» (nanotwinning-assisted dynamic recrystallization) موسوم شده است.

این فرایند در زمانی بسیار کوتاهتر از یک ثانیه انجام می‌شود و از یک لیزر برای پرتاب ذرات غیر قابل مشاهده با چشم با سرعت بسیار بالا استفاده می‌شود.

تیامیو اعتقاد دارد که صنعت تولید فلزات قادر خواهد بود از یافته‌های این تحقیق استفاده کند؛ هر چند این یافته‌ها می‌توانند در مقیاس کوچکتر هم مفید باشند.

وی گفت: یافته‌های این تحقیق می‌تواند برای کاربردهای کوچک، اما مهم برای به حداقل رساندن مصرف انرژی و انتشار گازهای گلخانه‌ای در بخش‌های انرژی و حمل و نقل استفاده شود.