Western Üniversitesi’ndeki Kimyagerler “Ezber Bozan” Metal için Araştırmalarını Sürdürüyor

Fotoğraf: Metal korozyonu – örneğin büyük çelik köprülerde, bilgisayar mikroçiplerinde ve tıbbi nanopartiküllerde – milyarlarca dolarlık hasara mal olur. Western Üniversitesi’nden araştırmacılar, korozyonu önleyecek moleküler kaplamalar geliştirmek için büyük bir yeni projenin ayrılmaz bir parçası.

Metaller güçlü olacak şekilde tasarlanmıştır, ancak yine de bozunma, oksitlenme ve aşınmayı da isterler.

Korozyon olduğunda ise – ister paslı köprülere büyük harflerle yazılmış olsun, isterse kanser hastalarına ilaç vermek için kullanılan bilgisayar mikroçipleri veya nanopartiküller gibi küçük nesnelere kazınmış olsun – yapısal bütünlük kaybı felaket olabilir.

Korozyon ve metal arızasının maliyeti hesaplanamaz; daha sağlam yapılar oluşturmanın potansiyel yararı ise neredeyse sınırsızdır.

Şimdi, Queen’s Üniversitesi tarafından yürütülen ulusal bir proje aracılığıyla Western Üniversitesi kimyagerlerinden oluşan bir ekip, bu ezber bozan şeyi hayata geçirmek için çalışıyor.

Metallere bağlanabilen moleküler yapıları anlama ve geliştirme konusunda uzmanlaşmış Western Üniversitesi kimya profesörü Paul Ragogna, “Temelde bir sınıra ulaştık ve metallerin kararsızlığına karşı direnç geliştirmenin yeni yollarına ihtiyacımız var” dedi.

Yeni duyurulan 24 milyon dolarlık New Frontiers Research Fund (NFRF) – Transformation federal hibesi, projeyi makro, mikro ve nano ölçekte metal yüzeylerin korunmasına yönelik devrim niteliğinde yeni bir yaklaşım geliştirme konusunda destekleyecek.

Bu hibe, omurilik onarımı, yerli halkın sağlığı, türlerin soyunun tükenmesi sorununun çözülmesi, organ nakli, engelli kişiler için istihdam erişimi ve sağlık ve kıyı topluluğunun sürdürülebilirliğini iyileştirmek için deniz yan ürünlerini yeniden kullanılması çalışmalarına yeni yaklaşımlar getiren yüksek riskli-yüksek ödüllü araştırmalara yapılan yedi NFRF yatırımından birisidir.

Ragogna ve Batılı korozyon bilimciler Yolanda Hedberg ve Jamie Noël’in çalışmalarını destekleyen korozyon bilimi yatırımında Western Üniversitesi’nin payı 3,2 milyon dolardır.

Fotoğraf: Western Üniversitesi kimya profesörleri Yolanda Hedberg, Paul Ragogna ve Jamie Noël – kanser tedavisinde kullanılan nanopartiküllerden devasa köprülere kadar değişen boyutlarda metallerde korozyonu önlemek için moleküler kaplamalar geliştirmeye yönelik yeni ve büyük bir projenin parçası.

Pazar Potansiyeli

Ekiplerin ortak yaklaşımı, oksidasyon, pH seviyelerindeki değişiklikler veya ısının neden olduğu korozyona karşı eşi görülmemiş bir güce ve dirence sahip olacak karbon-metal bağları oluşturmaya dayanır.

Ragogna, korumanın sadece bir kaplamadan çok, metal atomlarına bağlanan moleküler bir destek sağladığını söyledi. “Kaplama, biraz pas astar boyası gibi ancak, bu astar metal okside değil metale yapışıyor ve dev boru hatlarından farmasötiklerde kullanılan nanokristallere kadar her metalle kullanım için ölçeklenebilir.”

Bu araştırma, otomotiv, denizcilik, havacılık ve inşaat gibi önemli imalat endüstrileri için bir dönüm noktası olabilir.

Bu benzersiz teknoloji aynı zamanda yeşil enerji, mikro elektronik üretimi ve nanotıp alanlarında da pazarlar açabilir.

Boru hatları ve araçlar daha uzun, paslanmaya karşı dayanıklı bir yaşam döngüsüne sahip olacaktır.

Mikroçiplerdeki devre, veriyi yok eden ısıya karşı dirençli olacaktır.

Altın nanokristaller, devrim niteliğindeki hassas tıbbi tedavide kanser hücrelerini hedef almak için kullanıldıklarında stabil kalacaktır.

Queen’s’de kimya profesörü olan baş araştırmacı Cathleen Crudden, moleküler kaplama geliştirme çalışmalarının, altyapı ve üretim maliyetlerinde milyarlarca dolar tasarruf sağlamak için “muazzam bir potansiyele” sahip olduğunu söyledi.

Fotoğraf: Cathleen Crudden, Queen’s Üniversitesi, Kimya Profesörü

Metal Organik Kimya’da Kanada Araştırma Başkanı olan Crudden, “Dünya çapında ülkeler, her yıl GDP’lerinin (Gayri safi yurtiçi hasıla / GSYİH) ortalama yüzde üçünden fazlasını korozyon bakımına harcıyor” dedi.

Crudden, “Kanada her yıl sektörler arasında yaklaşık 66 milyar dolar harcıyor. Geliştirdiğimiz yenilikçi kaplamalar gibi yeni stratejilerle hükümetleri, vergi mükelleflerini ve endüstrileri bu maliyetin yüzde 25’ine kadar kurtarabiliriz” dedi.

Çalışma aynı zamanda Kanada’yı yılda 31 milyar dolarlık ulusal ekonomik etkiye sahip olan ve ülke genelinde 211.000 kişiyi istihdam eden bariyer kaplama endüstrisinin ön saflarına yerleştirebilir.

Nobel Kökenleri

Projenin arkasındaki moleküler bilim, ilk olarak 1970’lerde, araştırmacılarına kimyada 2005 Nobel Ödülü’nü kazandıran çalışmada öne sürüldü.

Test edilen ve yeniden test edilen bu teorik fikirler, başlangıçlarında olağandışı görünebilir, ancak Crudden, Ragogna ve ilgili ekiplerinin üzerinde çalıştığı araştırmayı başlatmak ve takip edebilecek endüstriyel uygulamalar için kritik öneme sahipti.

Ragogna, “Bunu destekleyen temel araştırma çok önemlidir ve onsuz oyunun kurallarını değiştiren teknolojiyi tanıtma şansımız asla olmaz” dedi.

Proje, Kanada, ABD, Japonya, Finlandiya ve İngiltere’deki 30 akademik ve endüstri ortağı da dahil olmak üzere dünyanın dört bir yanından kimyagerler, fizikçiler, nanobilimciler ve tıp araştırmacılarını içeriyor.

30’dan fazla araştırmacı grubu, zorlu bilim problemlerine yönelik araştırmaları destekleyen federal Araştırmada Yeni Sınırlar – Dönüşüm ödülleri aracılığıyla fon başvurusunda bulundu. Yedi başarılı başvuru sahibi, altı yıl boyunca toplam 144 milyon $ finansman alacak.

“Hükümetimiz bilim ve bilim insanlarının rolünü belirlemek için harekete geçti ve son iki yılda tüm Kanadalılar bilim ve araştırmanın hayatımızdaki gerçek etkilerini gördüler. Büyük zorlukların üstesinden gelmek için kalıpların dışında düşünen Kanadalı kurumların ve araştırmacıların değeri budur. İnovasyon, Bilim ve Endüstri Bakanı François-Philippe Champagne, “Bu programlar, insanların hayatlarını iyileştirecek, inovasyon ekosistemlerimizi besleyecek ve Kanada’nın gelecek yıllardaki refahını şekillendirecek yeni buluşlar ve keşifler üretmek için bir katalizördür” dedi.

Yatırım haberleri, üç federal fon kurumu tarafından çeşitli bilim, sosyal bilimler ve inovasyon alanlarındaki kalıcı sorunlara yeni çözümler bulan 5500 Kanadalı araştırmacıya destek olarak 550 milyon dolarlık mega duyurunun bir parçasıydı.

Duyuru, 43 kurumda 188 yeni veya yenilenmiş Kanada Araştırma Kürsüsü, genç ve gelişmekte olan araştırmacılara destek içeriyordu.

Kaynakça: news.westernu.ca