مقالات
پوشش دهی فولاد برای کاربردهای بهداشتی
مرداد
فولاد به عنوان کاربردیترین آلیاژهای فلزی است که امروزه در صنایع و محصولات مختلف نقش بیبدیلی ایفا مینماید. در این میان، صنایع بهداشتی و پزشکی، یکی از موارد مهم کاربرد فولادهای خاص هستند، جایی که سلامت و جان انسانها در گرو انتخاب و استفاده از مواد و تجهیزات مناسب، ایمن و بهداشتی است. فولاد به دلیل استحکام و دوام بالا، در بسیاری از تجهیزات بهداشتی مورد استفاده قرار میگیرد، اما به تنهایی برای این کاربری حساس کافی نیست.
در اینجاست که پوششهای هوشمند فولاد به میدان میآیند. با پوشاندن سطح فولاد با لایهای نازک از مواد خاص، میتوان خواص آن را به طور چشمگیری ارتقا داد و به ویژگیهای مطلوب برای کاربردهای بهداشتی دست یافت.
در این مقاله از استیل رخ تخصصی، به بررسی برخی از این پوششهای نوین مانند فناوری پوششهای خودترمیمشونده و ضد میکروبی و نقش آنها در صنایع مرتبط با بهداشت خواهیم پرداخت.
پوشش دهی فولاد به چه منظور انجام میشود؟
در صنایع مختلف از پوشش دهی فولاد برای اهداف متفاوتی استفاده میشود. پوششهایی که در صنعت برای فولاد در نظر گرفته میشود سبب بهبود مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی، زیبایی ظاهری و … میگردند. اما در صنایع بهداشتی و پزشکی هدف کمی متفاوت است. سلامت، ایمنی و مسائل بهداشتی از فاکتورهای مهمی هستند که در این حوزه در اولویت قرار دارند. به همین دلیل پوششهای هوشمند برای پوششدهی قطعات و خطوط فولادی در این صنایع ابداع شدهاند. این پوششها نه تنها مزایای پوششهای معمولی را دارند، بلکه با قابلیتهای ویژه خود، چالشهای خاص این حوزه را نیز به خوبی پاسخ میدهند.
پوشش هوشمند (Smart Coating) چیست؟
پوشش دهی فولاد با مواد پیشرفته و هوشمند، فناوری نوین برای استفاده از فولاد در کاربریهای خاص میباشد. بر خلاف پوششهای سنتی که سبب غیرفعال شدن سطح فولاد میشوند، پوششهای هوشمند به طور فعال با محیط اطراف خود در تعامل هستند و میتوانند پایداری خود را حفظ کنند. همچنین پوشش دهی فولاد با مواد هوشمند میتواند سبب کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری، جلوگیری از خرابیها و … نیز گردد. این ویژگیها در کاربریهای بهداشتی، پزشکی و مواد غذایی اهمیت بسیار زیای دارند. در ادامه به بررسی دو نوع از این پوششهای هوشمند میپردازیم و کاربردهای آن را در این صنایع مورد بررسی قرار میدهیم:
پوششهای خود ترمیمشونده (Self-Healing Coatings):
در این نوع از پوشش دهی فولاد، در صورت هرگونه آسیب دیدگی، پوشش خود را به طور مستقل ترمیم میکند. مکانیزم این فناوری از سیستمهای بیولوژیکی پوست انسان الهام گرفته شده است. فرایند خود ترمیمی در این نوع از پوشش به صورت زیر انجام میشود:
ریزپوشانی (Microencapsulation):
در این تکنولوژی، میکروکپسولهای بسیار ریزی در ماتریس پوشش، تعبیه شدهاند. به هنگام آسیب و پارگی پوشش، این میکروکپسولها شکسته شده ومواد ترمیمکننده را آزاد میکنند. این مواد با مواد اطراف خود واکنش داده و پوشش را دوباره ترمیم مینمایند.
پلیمرهای خود ترمیمشونده (Intrinsic Healing Polymers):
خود ترمیمی در این نوع پلیمر به صورت ذاتی انجام میشود. در این پوششها محرکهای خارجی مانند گرما و نور پلیمر را فعال میکنند و با رخداد فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی، این پلیمرها ترکها و حفرههای ایجاد شده را میپوشانند.
پیوندهای شیمیایی برگشتپذیر (Reversible Chemical Bonds):
یکی دیگر از روشهای نوین پوشش دهی فولاد برای کاربردهای بهداشتی، استفاده از پوششهایی با پیوند شیمیایی برگشتپذیر است که در این حالت پیوندهایی که به دلیل خراش و یا ضربه پاره میشوند، به طور خودکار اصلاح شده و پوشش پس از آسیب خود را ترمیم میکند.
مزایای پوششهای خود ترمیم شونده
استفاده از این پوششها در صنعت میتواند منجر به بهبود کارایی و کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری شود. کاربرد این پوششها در صنایع مختلفی از جمله تاسیسات و زیرساختهای بهداشتی، خودرو سازی، صنایع بهداشتی و پزشکی، صنایع دریایی و …. مشاهده میشود.
پیشنهاد میکنیم مطلب معرفی انواع روشهای پوشش دهی فولاد را از بلاگ استیل رخ مطالعه کنید.
کاربرد پوشش دهی فولاد با تکنولوژی خود ترمیم شونده
- زیرساختها: در ساخت پل ها، خطوط لوله و ساختمان ها با بهره گیری از پوششهای خود ترمیم شونده میتوان هزینههای تعمیر و نگهداری را تا حد قابل توجهی کاهش داد.
- صنعت اتومبیل: مقاومت بدنه فولادی خودروها با پوشش خود ترمیم شونده در برابر خوردگی ناشی از خط و خش بمراتب افزایش مییابد که به افزایش طول عمر و حفظ ظاهر زیبایی اتومبیل میانجامد.
- صنایع دریایی: پوششدهی خود ترمیم شونده مزایای خود را در ساخت کشتی ها، سازههای ساحلی و سکوهای دریایی که بطور دائم در معرض شرایط محیطی سخت و خوردگی شدید قرار دارند به بهترین نحو به نمایش میگذارند.
جهت دریافت خدمات و خرید ورق استیل در آلیاژها و ضخامتهای متنوع با کارشناسان ما در استیل رخ در تماس باشید.
پوششهای ضد میکروبی (Anti-Microbial Coatings)
در صنایعی مانند صنعت مواد غذایی و بهداشتی، پوشش دهی فولاد دارای استانداردهای سخت گیرانهتری نسبت به سایر صنایع هستند. از این جهت که در این صنایع در صورتی که اصول بهداشتی رعایت نشوند ممکن است شیوع آلودگی و خطرات جانی به همراه داشته باشد. در این بخش به بررسی پوشش دهی فولاد با مواد آنتیباکتریال (ضد میکروبی) میپردازیم و کاربردها و ویژگیهای آنها را بیان مینماییم.
انتشار زیستکشها (Release of Biocides):
زیستکشها یا بایوسایدها موادی شیمیایی هستند که قادرند میکروارگانیسمهای زیانآور را از بین برده و یا خنثی و کنترل کنند. در برخی از پوششهای استیل میتوان با استفاده از زیستکشها که اغلب شامل یون نقره، نانوذرات مس و ترکیبات آلی هستند، پوششی بهداشتی برای کاربریهای خاص تولید کرد.
سطوح تماس کشنده (Contact-Killing Surfaces):
استفاده از این روش برای پوشش دهی فولاد، سبب از بین رفتن غشای سلولی میکروارگانیسمها، در هنگام تماس آنها با سطح فولادی میشود. مکانیزم این فرآیند بدین صورت است که سطوح پوشش داده شدهفولادی با بار مثبت خود سبب جذب و پارگی سطح سلولی باکتریها(که بار منفی دارند)، گردیده و بدین صورت غشای سلولی آنها پاره شده و از بین میروند.
خاصیت ضد چسبندگی (Anti-Adhesive Properties):
در این نوع از پوششها از سطوح آبگریز و یا فوق آبگریز استفاده میشود که سبب عدم چسبندگی میکروبها به سطوح میشوند. به این ترتیب سطح فولاد خاصیت ضد میکروبی خواهد داشت.
بیشتر بخوانید: ایمنی و بهداشت در صنایع فولاد
کاربرد پوشش دهی فولاد با تکنولوژی آنتی باکتریال
- بخش درمان: در تجهیزات پزشکی، ابزارهای جراحی و سطوح فضاهای بیمارستانی، پوشش دهی آنتی باکتریال نقش ملموسی در کاهش خطر عفونت و افزایش نرخ بهبودی بیماران ایفا میکند.
- صنایع غذایی: تجهیزات فرآوری و نگهداری مواد غذایی با بهره گیری از پوشش دهی آنتی باکتریال موجب حفظ استانداردهای بهداشتی میشود و خطر بیماریها و مسمومیتهای غذایی مرتفع میسازد.
- زیرساختهای عمومی :سرویسهای حملونقل، سرویسهای بهداشتی و… نیز میتوان از این نوع پوششها استفاده کرد تا از انتشار ویروس تا حد ممکن جلوگیری شود. این پوششها میتوانند با جلوگیری از رشد و انتشار ویروس گامی بزرگ در جهت بهبود و ارتقای سطح ایمنی جوامع بردارند.
در صورت تمایل برای آشنایی با نوآوری های صنعت فولاد، مطلب آن را مطالعه کنید.
ادغام تکنولوژی خودترمیم و آنتیباکتریال؛ آینده پوشش دهی فولاد
همانطور که در متن اشاره شد، این دو از فناوریهایهای مهم پوشش هوشمند فولاد محسوب میشوند که هر روز شاهد رشد و گسترش بیشتر استفاده ازآنها در صنایع مختلف هستیم. حال اگر این دو فناوری با یکدگیر ادغام شوند چه میشود؟ حاصل ترکیب این دو تکنولوژی پوششهایی است که میتوانند در برابر تهدیدات مکانیکی و بیولوژیکی سالم بمانند و طول عمر و دوام سازههای فولادی و استیل را افزایش دهند و البته همزمان نیازهای بهداشتی را نیز برطرف سازند.
در راستای استفاده از این دو فناوری، باید توجه داشت که پوششهای زیستکش نباید با عوامل ترمیمشونده تداخلی داشته باشند. علاوه بر این برای پوشش دهی فولاد با این مواد لازم است به پایداری محیطی پوشش و عدم تخریب آن در شرایط مختلف محیطی از نظر دما و فشار توجه نمود.
از این پوششهای دوگانه در صنایع مختلفی مانند صنایع پزشکی (ایمپلنتهای خودترمیمشونده و آنتیباکتریال)، زیرساختها، صنایع نفت و گاز (لولهها و مخازن)، صنایع حمل و نقل عمومی (اتوبوسرانی و قطارها) و … استفاده کرد.
کاربرد پوشش دهی فولاد با ادغام دو تکنولوژی خودترمیم و آنتیباکتریال
- تجهیزات پزشکی: ابزارها و ماشین آلات جراحی و ایمپلنتها با متریالهای خودترمیمی و آنتی باکتریال خطرات بروز عفونت یا اختلالات مکانیکی در ابزار آلات پزشکی را کاهش میدهد.
- زیرساخت های آبی: سیستمهای لوله کشی، مخازن و تجهیزات تصفیه آب با بهره گیری از پوشش دهی فولاد خودترمیمی از خطر استهلاک و خوردگی در امان میمانند و پوششهای آنتی باکتریال، امنیت و بهداشت منابع آبی را تضمین مینماید.
- حمل و نقل: هواپیما، قطار و اتوموبیلها با استفاده از پوشش دهی فولاد ضمن کاهش هزینههای تعمیر و نگهداری، فضایی امن تر و بهداشتی تر را برای مسافران خود فرآهم میمایند.
سخن آخر
پوشش دهی فولاد با هدف افزایش کارایی و دوام این قطعات، در صنایع مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد. استفاده از پوششهای آنتیباکتریال در صنایع بهداشتی، به دلیل مخاطرات موجود در این صنایع کاربرد بسیار زیادی دارند که در این مقاله سعی شد به انواع و کاربرد آنها پرداخته شود. با توجه به مزایای قابل توجه پوششهای هوشمند فولاد در این صنایع، میتوان پیشبینی کرد که استفاده از آنها در سالهای آینده به طور فزایندهای افزایش یابد که این امر نویدبخش ارتقای قابل توجه سطح سلامت و ایمنی در سراسر جهان خواهد بود.
