การเคลือบผิวอะลูมิเนียมเพื่อชะล้างสิ่งสกปรกด้วยตัวมันเอง

          การทำความสะอาดอุปกรณ์ต่างๆนาๆ จะมีวิธีการทำความสะอาดที่แตกต่าง หลากหลายไปด้วยกันไม่ว่าจะเป็น ล้าง ขัด กัด ให้เศษฝุ่น และ สิ่งสกปรกนั้นออกจากตัวพื้นผิว แต่เคยสงสัยไหมว่าบางทีเราน่าจะทำให้มันสามารถล้างด้วยตนมันเองเลยละจะเป็นยังไง ก่อนที่เราจะไปเข้าสู่ตัวเนื้อเรื่องที่ว่า อะลูมิเนียมนั้นล้างสิ่งสกปรกด้วยตัวเองได้อย่างไรกัน เท้าความไปตั้งแต่สมัยเริ่มต้นการคิดค้น เซอร์ โทมัส ยัง นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ ผู้คิดค้น กฎของยังโมดูลัส อันเลืองชื่อในวงการวิศวกรรมศาสตร์ ได้สังเกตเห็นน้ำนั้นสามารถกลิ้งกลับไปกลับมาบนใบบัวนั้นได้ หรือที่เรียกว่า lotus leaf ทำไมกันน้ำถึงไม่เปียกบนใบบัว แต่ทำไมกันเวลาเราอาบน้ำ หรือ ทำน้ำหกบนพื้นปาเก้ บนพื้นพรม ทำไมน้ำถึงเปียก เซอร์โทมัส ยัง ได้ทำการคิดค้นไปมาจนกระทั่ง พบว่า บนใบบัวนั้นจะมีผิวที่ขรุขระ และ มีสารเคลือบผิวเกาะอยู่ใบบัว ทำให้แรงตึงผิวของน้ำนั้นมากกว่าบนใบบัว เลยทำให้รูปทรงของน้ำนั้นก่อตัวขึ้นเป็นรูปทรงกลมมน จึงเลยทำให้น้ำนั้นไม่เปียกสามารถเกาะอยู่บนผิวใบบัวได้อย่างสบาย ถ้าสังเกตุดีๆที่หยดน้ำจะมีสิ่งสกปรกติดมากับหยดน้ำอีกด้วย จากจุดเริ่มต้นของการคิดค้นวิจัยและทดลอง ของ เซอร์โทมัส ยัง สู่การค้นพบต่อๆมา ของนักวิทยาศาสตร์ทั้งหลายมากมาย ดั่งเช่นบทความงานวิจัยชิ้นนี้           นักวิทยาศาสตร์จาก Technische Universität Dresden และ Fraunhofer Institute for Material and Beam Technology IWS ได้ทำการศึกษาวิจัยและทดลอง การชะล้างสิ่งสกปรกบนผิวโลหะของแผ่นอะลูมิเนียมด้วยการเคลือบด้วยการเขียนเลเซอร์ลงบนผิววัสดุ แล้วทำการหยดน้ำที่ไม่มีความตึงผิวและสามารถเอาสิ่งสกปรกนั้นออกจากผิวอะลูมิเนียมได้ โดยที่ไม่ต้องพึ่งพาสารเคมีสำหรับในการเคลือบอีกเลย ซึ่งงานวิจัยชิ้นนี้ยังได้ถูกตีพิมพ์ในวรสาร Applied Surface Science ขั้นตอนการทดลองโดยการนำตัวอย่างชิ้นงานมาทำการเคลือบผิวด้วยเลเซอร์ แล้วหลังจากนั้นนำฝุ่นผงมาวางไว้บนชิ้นงานตัวอย่าง ทำการเอียงพื้นผิวเป็นมุม 30 องศา จากนั้นน้ำประมาณ 10 ไมโครลิตร มาทำการกลิ้งบนพื้นผิวอะลูมิเนียมที่ได้ทำการเคลือบผิวไปแล้วข้างต้นด้วยเลเซอร์นั้น แล้วติดตามผลลัพธ์ที่ได้เกิดขึ้นดังนี้           ซึ่งจากผลการทดลองนั้น สรุปได้ว่า สามารถชะล้างสิ่งสกปรกได้ดีเยี่ยมโดยเหลือฝุ่นเพียงแค่ 1% เท่านั้นที่ยังหลงเหลืออยู่บนพื้นผิวอะลูมิเนียม ทำให้การทดลองนี้สามารถนำไปปรับใช้กับวงการอุตสาหกรรมทางอาหาร โดยที่เราไม่ต้องใช้สารเคลือบที่ทำมาจากเคมีเพื่อป้องกันการปนเปื้อนของสารเคมีกับอาหาร ทำให้เสี่ยงต่ออันตรายกับมนุษย์ อีกทั้งเทคโนโลยีการเคลือบผิวนี้ ยังสามารถนำไปต่อยอดใช้งานได้หลากหลายมากยิ่งขึ้นไปอีก ไม่ว่าจะเป็นในอุตสาหกรรมยานยนต์ อุตสาหกรรมเซรามิก อื่นๆเป็นต้น

 

ที่มา

• https://phys.org/news/2020-05-chemicals-scientists-self-cleaning-aluminium-surface.html
• https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/
• https://www.jeremyjordan.me/lotus-leaf-how-nature-makes-water-repellant-materials/