براساس مطالعه جدیدی که در تاریخ ۲۲ فوریه در مجله ACS Applied Materials & Interfaces منتشر شده است، سطوح مهندسی شده جدیدی ابداع شده‌اند که انواع مختلفی از مواد را در برابر گرد و غبار مقاوم می‌کنند.

محققان هندسه سطوح مسطح را اصلاح کردند تا شبکه‌ای متراکم در مقیاس نانو از ساختار‌های هرمی تولید کنند.

این ساختار‌ها برای جلوگیری از چسبیدن ذرات گرد و غبار به سطوح روی زمین و فضا به انرژی یا منابع اضافی نیاز ندارند.

چی-هائو چانگ، دانشیار دانشکده کاکرل (Cockrell) در دپارتمان مهندسی مکانیک واکر (Walker) و نویسنده اصلی این مطالعه می‌گوید: آنچه ما در اینجا نشان دادیم سطحی است که می‌تواند خود را تمیز کند.

وی افزود: ذرات با وجود فناوری ما نمی‌توانند به سطح بچسبند، بنابراین به سادگی با کمک نیروی گرانش از آن جدا می‌شوند.

در حالی که فناوری ضد گرد و غبار مدتی است که به وجود آمده است، اما به دلیل مسائل مربوط به افزایش مقیاس آن، تاکنون به خارج از محیط آزمایشگاه راه نیافته بود.

تکنیک‌های ساخت مورد استفاده در این مطالعه جدید به نام‌های نانوکوینینگ (nanocoining) و چاپ نانومتری (nanoimprinting) شناخته می‌شوند.

به گفته محققان، این کشف اساسا شامل چیز‌هایی است که چشم انسان نمی‌تواند ببیند.

این گروه تحقیقاتی در همکاری با شرکت Smart Material Solutions Inc مستقر در کارولینای شمالی، هندسه سطوح مسطح را برای تولید شبکه‌ای متراکم در مقیاس نانو از ساختار‌های هرمی اصلاح کرد.

ذرات گرد و غبار به دلیل ساختار‌های تیز و زاویه‌ای این ساختارها، چسبیدن به مواد را دشوار می‌دانند. در عوض به یکدیگر متصل می‌شوند و در اثر گرانش از سطح جدا می‌شوند.

دانشمندان در آزمایشات خود این سطوح مهندسی شده را با گرد و غبار ماه موسوم به رگولیت (regolith) پوشاندند و سپس هر سطح را بلند کردند و مشاهده کردند که تنها ۲ درصد از سطح گرد و غبار روی سطح باقی مانده است، در حالی که سطح صاف مشابه که حاوی این ساختار‌ها نبودند، ۳۵ درصد گرد و غبار رویشان مانده بود.

گرد و غبار فضایی ناخوشایند است، زیرا همه چیز در آن محیط خطرناک است. ضمن اینکه شرایط حذف و زدودن گرد و غبار نیز دشوار است. به عنوان مثال ماموریت آپولو و بسیاری از مریخ‌نورد‌ها به دلیل مشکلات گرد و غبار شکست خورده‌اند.

از آنجایی که این تحقیق با کمک مالی برنامه تحقیقاتی نوآوری در کسب و کار‌های کوچک ناسا امکانپذیر شده است، کاربرد‌های اولیه این فناوری بر روی فناوری فضایی متمرکز می‌شود.

ساموئل لی، نویسنده ارشد این مطالعه می‌گوید: در مورد غبار ماه در فضا کار زیادی نمی‌توانید انجام دهید، چرا که به همه چیز می‌چسبد و هیچ راه واقعی برای پاک کردن آن وجود ندارد. این گرد و غبار با نشستن روی صفحات خورشیدی مریخ نورد‌ها می‌تواند باعث از کار افتادن آن‌ها شود.

با این حال، این سطوح جدید همچنین پتانسیل قابل توجهی بر روی زمین دارند. مثلا می‌تواند صفحات خورشیدی را از تجمع گرد و غبار و خراب شدن در طول زمان نجات دهد و پنجره‌های شیشه‌ای و شاید حتی صفحه‌های دیجیتال روی تلفن‌ها و تلویزیون‌ها در آینده می‌توانند توسط آن محافظت شوند.