نانوذرات مغناطیسی عمل آوری چسب را از 24 ساعت به یک ساعت در آزمایشات آزمایشگاهی کاهش می دهند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

دانشمندان دانشگاه فناوری نانیانگ، سنگاپور (NTU سنگاپور) و تامین کننده جهانی خودرو Motherson در حال همکاری برای توسعه فناوری گرمایش مغناطیسی هستند که می تواند زمان و انرژی مورد نیاز برای درمان پوشش های صنعتی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

این همکاری ترکیبی از تخصص NTU در مواد مغناطیسی و علوم پلیمری با مهندسی خودرو و قابلیت‌های ساخت مادرسون برای تطبیق این فناوری برای تولید صنعتی است.

Motherson یک متخصص طراحی، مهندسی، ساخت، مونتاژ و تدارکات جهانی پیشرو است که از مشتریان بیش از 475 مرکز در 47 کشور پشتیبانی می کند. عملیات آن شامل قطعات خودرو و هوافضا و همچنین سایر صنایع می شود.

فناوری توسعه‌یافته NTU که به عنوان Spinheat شناخته می‌شود، از نانوذرات مغناطیسی طراحی‌شده ویژه‌ای که به موادی مانند رنگ‌ها، چسب‌ها و رزین‌ها اضافه می‌شود، استفاده می‌کند.

زمانی که ذرات در معرض میدان مغناطیسی متناوب قرار می‌گیرند، گرما را درون ماده تولید می‌کنند و به پوشش‌ها اجازه می‌دهند بدون گرم کردن کل جزء در یک اجاق صنعتی، خشک شوند.

در آزمایش‌های آزمایشگاهی، پوشش‌های چسبی که با استفاده از القای مغناطیسی به مدت یک ساعت پخت شده‌اند، به استحکام پیوند قابل مقایسه‌ای با پوشش‌هایی که در کوره معمولی به مدت 24 ساعت پخته شده‌اند، دست یافتند.

این فناوری می‌تواند مصرف انرژی را کاهش دهد و از آسیب حرارتی به سایر بخش‌های یک قطعه، به‌ویژه آن‌هایی که حاوی مواد حساس به گرما هستند، جلوگیری کند.

جدیدترین نسخه Spinheat از بازخورد دمای بی‌درنگ برای تنظیم میدان مغناطیسی در طول پخت استفاده می‌کند. این گرما را فقط در صورت نیاز ارائه می دهد و از گرم شدن بیش از حد، حباب ها و سایر نقص های پوشش جلوگیری می کند.

تحقیقات NTU توسط پروفسور Raju V. Ramanujan و دانشیار Terry Steele از دانشکده علوم و مهندسی مواد NTU (MSE) رهبری می شود.

NTU برای اولین بار عمل آوری اپوکسی فعال شده با میدان مغناطیسی را در سال 2020 نشان داد.

همکاری با مادرسون مرحله بعدی توسعه را نشان می‌دهد و محققان به دنبال آزمایش Spinheat در شرایط نزدیک‌تر به تولید صنعتی، به ویژه برای کاربردهای رنگ و پوشش هستند.

محققان با هم بررسی خواهند کرد که چگونه Spinheat می تواند برای کاربردهای پوشش صنعتی، از جمله پوشش های رزین مورد استفاده در قطعات خودرو و هوافضا، سازگار شود.

این می تواند مصرف انرژی، انتشار کربن و فضای مورد نیاز برای تجهیزات پخت را کاهش دهد، بنابراین جایگزینی سبزتر و کارآمدتر برای بخش خودرو ارائه می دهد.

استیل گفت: "نسل اول فناوری ما نشان داد که می‌توانیم از نانوذرات مغناطیسی برای پخت مواد انرژی مستقیم، به جای گرمایش معمولی اجاق استفاده کنیم. چالش بعدی این است که بفهمیم چگونه این می‌تواند به طور قابل اعتماد در تولید خودرو کار کند. کار با مادرسون به ما امکان می‌دهد تا Spinheat را حول نیازهای واقعی صنعتی، از جمله مواد، شکل اجزا و الزامات تولید توسعه دهیم."

رامانوجان گفت: "توسعه فناوری Spinheat برای صنعت گام منطقی بعدی برای نشان دادن مزایای متعدد آن است. همکاری با مادرسون اکنون استفاده از آن را در کاربردهای خودروسازی و هوافضا مورد مطالعه قرار می دهد. در این بخش ها، فرآیندهای تولید سریعتر و با انرژی کارآمدتر می تواند یک تغییر بازی باشد، با توجه به نیاز حیاتی برای تغییر شکل صنعت."

Dhruv Mehra، مدیر Motherson سنگاپور، گفت: "نوآوری هسته اصلی چگونگی ساخت Motherson برای آینده است. با همکاری NTU Singapore و استفاده از متدولوژی اختصاصی SVAG E3 مادرسون، ما هیجان زده ایم که علم مواد پیشرفته را به محیط های تولید واقعی بیاوریم و این فرآیندها را سریع تر و کارآمدتر کند. همکاری زیربنای تعهد ما برای سرمایه گذاری در تحقیق و توسعه بنیادی، تقویت خلق ارزش بلندمدت و حمایت از تولید پایدار است."

محققان الزامات اصلی تولید Spinheat از جمله ضخامت پوشش، سرعت پخت، کنترل دما و همچنین اشکال و اندازه‌های مختلف اجزا را بررسی خواهند کرد.

تحقیقات انجام شده در مورد Spinheat در اوایل سال جاری در Applied Materials Today منتشر شد.

سایر کاربردهای بالقوه شامل پوشش های خودرو، ساخت و تعمیر کامپوزیت و اتصال چسب می باشد.

علاوه بر این، محققان NTU در حال بررسی مسیرهای تجاری سازی متعدد، از جمله بحث با شرکای صنعتی دیگر و فرصت های بالقوه راه اندازی هستند که توسط ابتکار نوآوری و کارآفرینی NTU پشتیبانی می شود.

مالکیت معنوی این فناوری از طریق NTUitive، شرکت نوآوری و سازمانی دانشگاه، ثبت شده است.

Dung Q. Tran و همکاران، القای دینامیکی پلیمریزاسیون باز کردن حلقه رزین، Applied Materials Today (2026). DOI: 10.1016/j.apmt.2026.103173

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →