صبغات ذكية لحماية هياكل السيارات من التآكل

تحاكي بشرة الإنسان في طريقة تجديد نفسها

الصبغات الذكية تدوم أكثر من نظيرتها التقليدية

فضلاً عن المواد الطيارة السامة والمعادن الثقيلة التي تحتويها دهانات هياكل السيارات التقليدية، فهي لا تحمي السيارات طويلاً من التآكل. ويقدر قطاع إنتاج السيارات الألماني كلفة تصليح التآكل في السيارات على المستوى العالمي بنحو 2.7 مليار يورو سنوياً.
ويقول العلماء الألمان من معهد «ماكس بلانك» المعروف، إنهم توصلوا إلى صبغة عصية على التآكل، كلفتها بسيطة، وتدوم أكثر من الصبغات التقليدية. ويدور الحديث عن صبغات ذكية تقلد بشرة الإنسان في ترميم نفسها.
علماً بأن إحصائية قطاع السيارات الألماني تشير إلى 130 مليار يورو هي كلفة ترميم هياكل السيارات ضد التأكسد كل سنة في ألمانيا، وهو مبلغ يرتفع إلى نسبة تشكل ربع إجمالي الإنتاج الوطني. تضاف إلى ذلك كلفة الأضرار الشخصية التي تحل بأصحاب السيارات والأضرار البيئية والأضرار الأخرى الناجمة عن التصنيع والاستعمال.
وغالباً ما تحتوي الصبغات التقليدية، التي تستخدم في صناعة السيارات لصيانة هيكل السيارة ضد العوامل المناخية، مثل الهواء والماء والشمس، على مواد مسببة للسرطان مثل «أملاح الكروم 6» وبعض المعادن الثقيلة.
وذكر البروفسور كاستن شتريب، من معهد «ماكس بلانك»، أن الصبغة الذكية الجديدة يمكن استخدامها أيضاً في حماية الآثار والأرشيفات من التآكل، وكذلك في حماية واجهات المباني التاريخية والمنحوتات الرخامية...إلخ
وأكد شتريب أن الصبغات الذكية تحاكي بشرة الإنسان في طريقة ترميم نفسها. وعندما يحدث شرخ صغير في الصبغة، يمهد لحصول التآكل، فإن الصبغة ترمم الشرخ بأقصى سرعة.
تحتوي الصبغة الذكية في قوامها على «حاويات» نانوية صغيرة وأخرى أكبر قليلاً يتم ملؤها بمادة عضوية مقاومة للتآكل ومحفوظة داخل غلاف متعدد الإلكترولايت. وحينما يحصل خدش ما في الصبغة يتغير في الحال الرقم الهيدروجيني (pH) في الصبغة، ويؤدي ذلك إلى انفتاح حاويات المادة الترميمية العضوية التي تتكفل بإعادة عملية التآكل إلى الخلف. يتولى الغلاف المتعدد الإلكترولايت بعد ذلك معادلة الرقم الهيدروجيني، وبالتالي منع حصول عملية تآكل جديدة أيضاً.
وثبت في المختبر أن الصبغة الذكية تقاوم التآكل بشكل لا يمكن مقارنته ببقية طرق حماية هياكل السيارات من التأكسد والتآكل. ومن مزايا الصبغة الذكية الجديدة أن من الممكن التحكم بحجم الحاويات النانوية فيها بما يكفل التحكم بالشروخ والخدوش الصغيرة والكبيرة في هيكل السيارة. كما يمكن للعلماء من الخارج تجديد قوى الصبغة الذكية وشحن الحاويات النانوية فيها بالمادة العضوية الترميمية. وكلف معهد «ماكس بلانك»، شركة «إنفايرال»، التي تتخذ من ولاية براندبورغ مقراً لها، بتسويق الصبغة بعد إنتاجها بكميات كافية للسوق.
جدير بالذكر أن شركة «م 3»، من مدينة نويس (غرب ألمانيا) طورت رقاقة تتمتع بمرونة لا تقل عن الصلابة التي تميزها ضد الخدش. وتحمي الغلالة الرقيقة جسد السيارة من الخدش عند الاحتكاك بالأشياء، ولا تتأثر حينما تتلقى ضربات الصبيان بالأحجار، ولا تنفذ خلالها الأدوات الحادة مثل السكاكين. وتم تصنيع الرقاقة من مادة عالية المرونة من «بولي يوريثان» التي تتفاعل وتلتصق على الأشياء بمساعدة طبقة رقيقة من مادة إكريلية لاصقة.
وتفيد مصادر الشركة بأن أي سائق قادر على لصق الرقاقات على سيارته دون الحاجة إلى مساعدة مختصين، لأنها تلتصق بسهولة دون أن تترك فقاعات أو طيات. ويمكن للمستخدم أن يكسو جسد سيارته كله من الداخل والخارج، دون عناء، كما يمكنه الاكتفاء بتغليف أجزاء السيارة الأكثر عرضة من غيرها للخدش. ولا يمكن تمييز الجزء المكسو بالرقاقة عن الجزء غير المكسو بها، كما يمكن إزالة الرقاقة بسهولة دون ترك أي أثر.
والرقاقة مقاومة للماء والصابون ومحاليل التنظيف والمحاليل المذيبة، ويمكن لصاحب السيارة أن يغسلها في ورشة الغسيل دون قلق.