آخرین مطالب

مصاحبه با جروم پولاک: تجاری‌سازی نانو‌لوله‌های برن نیترید (BNNTs) برای صنعت مواد مهندسی پیشرفته
۱۱ مرداد ۹۶

مصاحبه با جروم پولاک: تجاری‌سازی نانو‌لوله‌های برن نیترید (BNNTs) برای صنعت مواد مهندسی پیشرفته

جروم پولاک در سال 1979 در گرنوبل فرانسه متولد شد. وی در رشته فیزیک دانشگاه جوزف فوریه، تحصیلات کارشناسی خود را به اتمام رساند. در سال 2002 به کبک در کانادا نقل مکان کرد تا برای شرکت Air Liquide در طراحی منابع پلاسما برای سم‌زدایی از گازهای گلخانه‌ای کار کند.

او تحصیلات خود را در مونترال ادامه داد و مدرک کارشناسی ارشد را دریافت کرد و سپس مدرک دکتری خود را در زمینه فیزیک پلاسما از دانشگاه مونترال در سال 2008 اخذ کرد. پس از دریافت مدرک دکتری، او برای 3 سال برای مورگان شوفر در مونترال در توسعه سیستم‌های کروماتوگرافی گاز با استفاده از دستگاه‌های پلاسما کار ‌کرد.

از سال 2010 او در سیستم‌های پلاسمای تکنا در کبک کانادا به عنوان هماهنگ‌کننده تحقیق و توسعه و سپس به‌عنوان مدیر محصولات و خدمات و در‌حال‌حاضر به عنوان مدیر توسعه تجاری در امریکا فعالیت کرده است. وی مسئولیت اجرای پروژه‌های مختلف تحقیق و توسعه و فعالیت‌های توسعه تجاری را بر عهده داشته است.

1- آیا شما می‌توانید خوانندگان ما را با یک مرور کلی از تاریخچه سیستم‌های پلاسما تکنا آشنا کنید و لطفا توضیح دهید که چگونه این شرکت از زمان تاسیس خود در سال 1990 پیشرفت کرده است؟

به مدت 25 سال است تکنا در حال توسعه و تجاری‌سازی در تجهیزات و فرآیندهای مبتنی بر فناوری انحصاری پلاسما اختصاصی می‌باشد. فناوری پلاسما القایی ما به‌ویژه برای تولید مواد پیشرفته و پودر‌های مورد نیاز برای محصولات جدید نوآورانه و فناوری‌های تولید سازگار است.

تکنا محصولاتی در مقیاس کامل از انواع پودرهای نانو و پودرهای کروی با ابعاد میکرونی که همه نیازهای صنایع پرطرفدار را برآورده می‌کنند، عرضه می‌کند. نانو‌لولههای برن نیترید (BNNTs) نماینده خانواده جدید مواد در تکنا می‌باشد.

2- آیا می‌توانید به خوانندگان ما خلاصه‌ای از جزئیات مطبوعاتی که شما در اوایل سال جاری (مه 2015) در مورد همکاری با شورای تحقیقات ملی کانادا (NRC) منتشر کردید، ارائه دهید؟

شورای تحقیقات ملی کانادا (NRC) فرآیندی را برای تولید نانو‌لولههای برن نیترید (BNNTs) در سیستم پلاسما تکنا توسعه داد. BNNT یک ماده با توانایی ایجاد یک نقطه عطف بزرگ در بازار است. از بهار گذشته تاکنون، تکنا قراردادی 20 ساله منحصر‌به‌فرد با NRC منعقد کرده است تا این شرکت بتواند نانو‌لولههای برن نیترید را با مقیاس کامل تولید کند.

BNNTs یک ماده فوق‌العاده با ویژگی‌های منحصر‌به فرد است که مواد مهندسی را در طیف گسترده‌ای از عملیات‌های کاربردی از جمله در دفاع و امنیت، هوافضا، بخش‌های زیست پزشکی و خودروسازی متحول خواهد کرد. BNNTsدارای ساختار بسیار شبیه به نانولوله‌های کربنی شناخته‌شده هستند. آنها خواص مکانیکی فوق‌العاده نانولوله‌های کربنی را به اشتراک می‌گذارند و مزایای مختلفی دارند.

3-چگونه ساختار و خواص BNNT با نانولولههای کربنی (CNTs) متفاوت است؟

ساختار نانولوله‌های برن نیترید، یک آنالوگ نزدیک از نانولوله‌های کربنی (CNT) است. هر دو CNTs و BNNTs به عنوان قوی‌ترین نانومواد سبک وزن به‌حساب می‌آیند و هدایت‌کننده‌های حرارتی خوبی هستند.

اگر‌چه، در مقایسه با CNTs، BNNTs دارای پایداری حرارتی بیشتر هستند، مقاومت بیشتری نسبت به اکسیداسیون دارند و دارای انرژی باند ممنوعه (eV 5.5~) می‌باشند. این باعث می‌شود که آنها بهترین گزینه برای بسیاری از زمینه‌هایی باشند که در حال حاضر CNT ها به علت عدم جایگزین بهتر، استفاده می‌شوند. من انتظار دارم که BNNT ها در کامپوزیت‌های جامد شفاف، مواد مقاوم حرارتی (از جمله کامپوزیت‌های زمینه فلزی) و محافظ نور استفاده شوند.

 

 

مقایسه بین خواص اصلی‌BNNT ها و‌CNT ها (منبعNRC)

 

4- مناطق کاربردی اصلی برای ‌BNNT‌ها چیست؟

برنامه‌های کاربردی مربوط به BNNT ها هنوز در آغاز فعالیت خود هستند و این امر اساسا به‌دلیل دسترسی محدود این مواد تا سال 2015 است. با ورود منابع عظیم BNNT از تکنا به بازار، جامعه علمی قادر به انجام مطالعات عمیق بیشتری در مورد خواص منحصر به فرد BNNTsخواهد بود که توسعه عملیات کاربردی جدید را تسریع خواهد کرد.

در‌حال‌حاضر بسیاری از عملیات کاربردی برای پودر BNNT تکنا به عنوان یک ماده چند منظوره و با کیفیت بالا قابل پیش‌بینی است. هم اکنون می‌توانم به شما بگویم که ترکیبی از سفتی بالا و شفافیت بالا در توسعه کامپوزیت‌های شیشه‌ای تقویت‌شده BNNT  حاصل شده است.

همچنین، سفتی بالا BNNT، همراه با ثبات شیمیایی عالی آن، این ماده را به عنوان تقویت‌کننده ایده‌آل در پلیمرها، سرامیک و فلزات مطرح می‌سازد.

علاوه‌بر‌این، بسیاری از عملیات کاربردی که در آنها اتلاف حرارت بسیار زیاد است، به شدت نیاز به مواد با هدایت حرارتی بسیار خوب دارند. BNNTs تکنا بهترین مواردی هستند که نه‌تنها هدایت حرارتی را بهبود می‌بخشند، بلکه در صورت‌نیاز، به لطف شفافیت بالایشان، رنگ روشن را نیز حفظ می‌کنند.

دیگر خصوصیات ذاتی BNNT احتمالا موجب ادغام‌BNNT ها در کاربردهای جدید می‌شود. BNNTs دارای توانایی محافظت در برابر تابش مناسب هستند و مقاومت الکتریکی و پیزو‌الکتریکی عالی دارند.

 

 

تصویر TEM از محصول BNNT-R تکنا

 

5- چگونه فرایند ترکیب BNNT تکنا با روش‌های دیگر شرکت‌ها متفاوت است؟

BNNT برای اولین‌بار در سال 1995 سنتز شده است. از آن به بعد، چندین فرآیند دیگر مانند روش پلاسمای قوس الکتریکی، آسیاب گلوله‌ای، پرولیز به واسطه سایش لیزری و رسوبات بخار شیمیایی مورد بررسی قرار گرفته است.

متاسفانه، این فرآیندها یک محدودیت عمده دارند و آن عملکرد پایین آنها است. چنین روش‌هایی باعث تولید BNNT کم می‌شود که معمولا کمتر از 1 گرم در ساعت است. این اشکال گاهی با ناتوانی در ایجاد قطرهای کوچک (کمتر از 10 نانومتر) همراه است.

در‌نتیجه، در دسترس بودن مقادیر زیادی از‌BNNT های با کیفیت بالا برای توسعه عملیات کاربردی با استفاده از این فرایندها هنوز یک چالش مهم است.

خوشبختانه، فناوری پلاسما جفت‌شده القایی تکنا (ICP) به‌طور موفقیت‌آمیزی بر این چالش غلبه کرده است. ترکیبی از تخصص تکنا و همکاری آن با NRC راه را برای تولید یک سری جدید از سیستم‌های قادر به تولید BNNT بسیار خالص در مقادیر قابل‌توجه هموار کرده است. بهره‌وری سیستم تکنا به دوبرابر بالاتر از هر یک از روش‌های فعلی می‌رسد.

6- مزایای استفاده از روش منحصر به فرد تکنا از لحاظ کمیت و قیمت برای بازار تجاری چیست؟

بهره‌وری و هزینه بهره‌وری از فناوری ICP تکنا برای اولین‌بار، عرضه کیلوگرم نانو‌لوله‌های برن نیترید را که با هزینه بسیار پایین تولید می‌شوند، امکان‌پذیر کرده است.

7- آیا شما می‌توانید ترکیب سنتزی  BNNTsتکنا را شرح دهید؟

ویژگی‌های اصلی جالب توجه شامل قطر لوله، حدود 5 نانومتر و خلوص (> 50٪) است. اکثر نانولوله‌ها حاوی 3 تا 5 دیواره هستند و در بسته‌های چندتایی جمع می‌شوند.

 

تصویر TEM دیگری از محصول BNNT-R تکنا


8- پیشرفت صنعت BNNT را در پنج سال آینده چگونه ارزیابی می‌کنید؟

از آنجایی که تولید در مقیاس بزرگ درحال‌حاضر امکان‌پذیر است، ما شاهد راه‌اندازی چندین برنامه تحقیق و توسعه بر اساس BNNT تکنا بوده‌ایم و چون مقیاس‌های بسیار بالاتر در 5 سال آینده به دست خواهد آمد ما می‌توانیم تاثیرات را در زمینه صنعت و علم تصور کنیم.

 

هنوز نظری وارد نشده است!

نظر خود را ارسال نمایید

پست الکترونیکی شما انتشار پیدا نمی کند.