موفقیت محققان کشور در تولید شیشه سرامیک‌های مبدل امواج فرو سرخ به مرئی

[ERF@N]

پژوهشگران دانشگاه علم و صنعت ایران با همکاری محققان دانشگاه‌ لالگونی اسپانیا موفق به تولید نانوکامپوزیت شیشه سرامیکی با هزینه ساخت کمتر و با توانایی تبدیل امواج فروسرخ (اشعه مادون قرمز) به مرئی شدند.

دکتر محمدحسن ایمانیه، دانش‌آموخته مهندسی‌ مواد از دانشگاه علم و صنعت ایران و محقق طرح در این باره اظهار کرد: امروزه حسگرهایی که به پرتوهای فروسرخ حساس هستند، جهت بررسی کیفیت محصولات تولیدی در صنایع مختلف و یا برای تشخیص مکانیزم واکنش‌های بیولوژیکی، دارویی، صنایع غذایی و دفاعی به کار گرفته می‌شوند. به تازگی در این زمینه، موادی شیشه‌ای با قابلیت تبدیل امواج فروسرخ به امواج مرئی مطرح شده است. اما تولید شیشه‌هایی برای این منظور، به دلیل مشکلات ساخت و هزینه‌ی بالا، مقرون به صرفه و اقتصادی نیستند و از کانون توجه خارج شده‌اند.

وی افزود: در مقابل با توسعه‌ی نانوکامپوزیت‌های شیشه سرامیکی حاوی عناصر قلیایی خاکی دریچه‌ی تازه‌ای در فیزیک پایه و کاربردی، باز شده است. این شیشه سرامیک‌ها می‌توانند در سلول‌های خورشیدی، صنایع الکترونیک و صنایع فضایی به کار گرفته شوند.

محقق طرح گفت: در پژوهش حاضر، تمرکز بر روی نانوکامپوزیت‌های شیشه سرامیک شفاف بوده که سعی ‌شده است پارامترهای مؤثر در انتخاب ترکیب و مکانیزم فرآیند در آن‌ها مشخص شود.

ایمانیه خاطرنشان کرد: با توجه به تحقیقات انجام شده، بررسی دقیق و سیستماتیک در شیشه سرامیک‌های سیستم (M=Ca or La) و SiO2-Al2O3-MF با دیدگاهی جدید و رویکرد مهندسی مواد صورت گرفت. شایان ذکر است که اکثر تحقیقات در این نوع سیستم‌ها با تکیه بر جنبه‌ی علم فیزیک و اپتیک انجام گرفته بود. همچنین در مورد سیستم‌های مختلف، گزارش‌های متناقضی از توان و بازده سیستم‌های مد نظر، ارائه شده است.

وی یادآور شد: در تحقیق حاضر با تکیه بر جنبه‌ی موادی، پارامترهایی همچون انتخاب ترکیب اولیه، رفتار تبلور، قابلیت شیشه‌سازی، جدایی فاز، بررسی میکروساختار و همچنین پارامترهای اپتیکی همچون بازده لومینسانس و مکانیزم فرآیند تهییج و نشر مورد بررسی قرار گرفت.

این محققان به منظور دستیابی به اهداف، کار خود را در سه بخش دنبال کردند. ایمانیه، که در حال حاضر مشغول گذراندن فوق دکتری در دانشگاه تولیدو آمریکا است، در این باره افزود: ما در بخش اول به دنبال ساخت شیشه سرامیک‌های مبدل امواج فرو سرخ به مرئی بودیم. در گام دوم، تعیین عوامل مؤثر در تبدیل امواج فروسرخ به مرئی بود. این عوامل دسته‌بندی شدند و گام به گام اثر هریک مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه نقش عوامل تعیین شده، در رفتار اپتیکی و علم موادی شیشه سرامیک‌های مورد نظر تعیین شد. البته در طی این بررسی افزایش بازده نیز مدنظر قرار گرفته شده بود.

این محققان در راستای افزایش بازده تبدیل امواج، توانستند به افزایش مقدار فازبلوری، رژیم حرارتی مناسب و تغییر ترکیب با اضافه شدن فلورید لانتانیوم دست پیدا کنند. نتایج این تحقیقات نشان می‌دهد که مقدار آلومینا و فلورید کلسیم نقش بسزایی در مکانیزم جداسازی فاز، دمای تبلور و اندازه و درصد حجمی فاز بلوری فلورید کلسیم در شیشه‌های اکسی فلوریدی مورد بررسی، دارد.

ایمانیه بر این باور است که نتایج این تحقیقات می‌تواند در تدوین دانش فنی ساخت فیلترهای شیشه سرامیکی مورد کاربرد در سلول‌های خورشیدی، صنایع الکترونیک و صنایع فضایی به کار گرفته شود.

نتایج این تحقیقات که با تلاش دکتر محمد حسن ایمانیه و همکاران وی صورت گرفته، تا کنون 7 مقاله در مجلات معتبر در پی داشته است که یکی از آخرین نتایج آن در Journal of the American Ceramic Society منتشر شده است.