تولید لایه های کربن شبه الماسی در محیط پلاسما، دستاورد محققان ایرانی

به گزارش خبرگزاری صدا وسیما، به نقل از  مرکز اطلاع‌رسانی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش بنیان ریاست‌جمهوری، سامانه پوشش دهی لایه‌های کربن شبه الماسی از سوی متخصصان شرکت دانش‌بنیان فناوری پلاسمای تریتا طراحی و ساخته شد.

به گفته ابوطالب مرادی، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان، به علت پیش زمینه فنی که در مهندسی برق داشتیم و مبحث بین رشته‌ای که فناوری پلاسما دارد، توانستیم بسیاری از وسایلی را که این فناوری برای کاربردی شدن در صنعت نیاز دارد بسازیم و در ادامه با توجه به حمایت‌هایی که معاونت علمی ریاست جمهوری از شرکت‌های دانش بنیان، موفق شدیم گواهی دانش بنیان را برای چند محصول دریافت کنیم.

وی در تبیین محصولات این مجموعه به رابطه مستقیم پیشرفت کشور با میزان سرمایه‌گذاری در حوزه علم و فناوری اشاره و بیان کرد: یکی از فیلد‌های فناورانه که می‌تواند کشور را پیشرفته کند، حوزه پلاسما است. پلاسما، حالت چهارم ماده است که خواص بسیار منحصر به فردی دارد و در زمینه‌های مختلف مانند الکترونیک، اپتیک، صنایع دارویی، کشاورزی و پزشکی کاربرد‌های جذاب و منحصر به فردی دارد.

استریل کردن پودر موادغذایی در عین حفظ کیفیت

وی با اشاره به فعالیت‌های متنوع این شرکت اظهار داشت: در حوزه صنایع غذایی با استفاده از سامانه‌ای که در اختیار داشتیم پودر مواد غذایی را طوری استریل کردیم که روش‌های مرسوم دیگر مانند کاهش نوترون یا اشعه فرابنفش نمی‌توانستند در عین حفظ کیفیت غذا، شرایط استریل سازی و کاهش بار میکروبی را فراهم کنند. در واقع با بهره‌گیری از فناوری‌ای که در اختیار داشتیم، موفق شدیم پودری که در صنایع دارویی و صنایع غذایی استفاده می‌شود را استریل کنیم.

این فعال حوزه دانش بنیان در ادامه افزود: حوزه دیگری که در آن موفقیت کسب کردیم، سلول‌های خورشیدی است؛ به این ترتیب که در سامانه پلاسما ماکروویو سطح خلاء توانستیم بازدهی سلول‌های خورشیدی را افزایش دهیم و همچنین زمان مورد نیاز برای تولید این سلول‌ها را کاهش دهیم.

مرادی حوزه دیگر فعالیت این مجموعه را چاپ و بسته بندی اعلام و تصریح کرد: قوطی‌های مرتبط با صنایع مختلف را با دستگاه‌هایی که در شرکت تولید کرده‌ایم به گونه‌ای پردازش شده که چسبندگی برچسب‌ها روی آن‌ها بهبود پیدا کند و این توانمندی را بیابیم که روی پلیمر‌های ارزان قیمت T چاپ بسیار باکیفیتی را داشته باشیم.

وی پردازش بذر‌های گیاهان در داخل محیط پلاسما را از دیگر اقدامات این شرکت برشمرد و اذعان داشت: با استفاده از دستگاه‌هایی که در داخل مجموعه خود توسعه داده‌ایم، سرعت رشد و جوانه زنی گیاهان مختلف افزایش بسیار زیادی یافته است. این موضوع موجب آب بری کمتر، کاهش هزینه‌های تولید و افزایش تولید محصولات گیاهی می‌شود.

به گفته مدیرعامل شرکت فناوری در مورد سامانه پوشش دهی لایه‌های کربن شبه الماسی، الماس یکی از گرانبهاترین و سخت‌ترین مواد موجود در طبیعت است و این ماده با بازار حدود ۹۰ میلیارد دلاری کاربرد‌های بسیار مختلفی در صنعت دارد؛ علاوه بر کاربرد‌های زینتی و جواهرآلات، در قطعات صنعتی که تحت شرایط بسیار سختی قرار دارند و ممکن است به دلیل شرایط محیطی، سایش و فرسایش زیادی پیدا کنند، الماس پوشش دهی می‌شود. همچنین در سایر حوزه‌ها مانند سنسور‌ها و بسیاری از مباحث اپتیکی نیاز به محیط الماس وجود دارد.

مرادی با بیان اینکه الماس در طبیعت بسیار محدود است و برای تولید آن نیاز به شرایطی مانند دمای بالا، فشار بالا و زمان زیاد وجود دارد، خاطرنشان کرد: از همین رو نیاز به روش‌هایی داریم که بتوانیم برای رفع نیاز، الماس را در آزمایشگاه رشد دهیم. یکی از سامانه‌هایی که می‌تواند شکل‌های مختلف الماس را روی سطوح گوناگون ایجاد کند، محیط پلاسما است.

اعطای تسهیلات به پوشش دهی لایه‌های کربن شبه الماسی

وی اضافه کرد: با توجه به توانمندی و دانش فنی که در مجموعه خود در اختیار داریم، تلاش کردیم با دریافت حمایت از بخش‌های مختلف ستاد توسعه فناوری‌های اپتیک و کوانتوم معاونت علمی، این سامانه را توسعه دهیم.

همچنین با پیگیری‌های انجام شده توسط معاونت علمی توانستیم برای ساخت این سامانه که تحت عنوان پوشش‌دهی لایه‌های کربن شبه الماسی است، تسهیلات دریافت کنیم.

مرادی، سختی لایه‌های شبه الماسی را به دلیل وجود نانوالماس و شبکه کریستالی الماس‌گونه داخل آن‌ها شبیه به الماس ارزیابی کرد و گفت: مزیت دیگری هم که دارند این است که سایش آن‌ها نزدیک به صفر است؛ یعنی علاوه بر اینکه سختی بالایی دارند، از میزان سایش پایین هم برخوردارند.

به گفته این فعال حوزه دانش بنیان، این لایه‌های شبه الماسی در حوزه‌های مختلف مثل حوزه باتری‌های لیتیومی و افزایش طول عمر این باتری‌ها، اپتیک (برای پنجره‌های فروسرخ) و حوزه تجهیزات صنعتی که برای ابزار‌های برش و تراش این لایه مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین این لایه می‌تواند روی ایمپلنت‌های پزشکی و ابزار‌های جراحی، مورد استفاده قرار بگیرد.

استفاده از پلاسمای ماکروویو تحت خلا جهت رشد بلور الماس

مرادی در خصوص پلاسمای ماکروویو تحت خلاء نیز توضیح داد: این پلاسما یکی از پربازده‌ترین و چگال‌ترین پلاسما‌هایی است که در سیستم صنعتی وجود دارد که عموما برای رشد بلور الماس استفاده می‌شود. اما حوزه جدیدی که الماس می‌تواند آینده را شکل دهد، حوزه فن‌آوری‌های کوانتومی است؛ این فن‌آوری می‌تواند کمک کند محاسباتی که صد‌ها سال زمان نیاز دارد، طی مدت کوتاهی انجام شود و در حوزه‌های سنسوری نیز در حال ایجاد یک انقلاب است. الماس به دلیل مشخصات منحصر به فرد کوانتومی خود یکی از اصلی‌ترین کاندیدا‌ها برای توسعه در مسیر این کاربرد است.

وی در ادامه تاکید کرد: همچنین در صورت حمایت کافی از این دستگاه تحت خلاء که گواهی دانش بنیان آن هم اخذ شده، می‌توانیم از آن در حوزه رشد بلور الماس روی سطوح مختلف استفاده کنیم.

در حال حاضر در دانشگاه تهران نمونه‌ای از آن برای کاربرد‌های حوزه‌های میکرومکانیکال و بیولوژی مستقر شده و یکی از آینده‌دارترین سامانه‌هایی خواهد بود که ما در شرکت خود توسعه داده‌ایم.