قامت "مُبينا مُرادي" طالبة الدكتوراه في هندسة المواد والمعادن، وتحت إشراف وتوجيه الدكتور "بيروز مرعشي" والدكتور "ميلاد رضائي"، أعضاء هيئة التدريس في الجامعة، بتنفيذ مشروع تحت عنوان "إنشاء طلاءات نانوية مركبة من البولي أنيلين الذكية على ركائز الفولاذ المقاوم للصدأ 304 لتحسين مقاومة التآكل".
قالت "مرادي" في هذا الصدد:
"تفقد معظم الطلاءات البوليمرية خصائصها بمرور الوقت نتيجةً لتعرضها للبيئة من خلال امتصاص الماء واختراق عوامل التآكل، مثل أيونات الكلور. وليس فقط أنها غير قادرة على مقاومة التآكل في المدى الطويل، ولكن بسبب امتصاص الرطوبة عند الواجهة بين الطلاء والركيزة المعدنية، فإنها قد تتسبب أيضًا في تكثيف التآكل الموضعي والتآكل النقطي (pitting).
وأوضحت:
"تخترق العوامل المسببة للتآكل تحت الطلاء بمرور الوقت وذلك بسبب امتصاص الرطوبة والأملاح في الماء، مما يُسبب تآكلًا موضعيًا للركيزة المعدنية. لذلك، هدفنا في هذا العمل هو ابتكار طلاء ذكي، يُنتج عند تعرضه لبيئة تآكلية إشارات لا تمنع التآكل فحسب، بل تزيد أيضًا من مقاومته للتآكل بمرور الوقت".
وأضافت:
"قمنا في هذا الصدد، بإنشاء هذه الطلاءات الذكية باستخدام الطلاءات القائمة على البولي أنيلين والحشو النانوي مثل الجرافين والجابابنتين. ويطبق هذا الطلاء نوعًا من الإشارة الأنودية على ركيزة الفولاذ 304 بسبب حموضة البيئة أو التعرض للأكسجين لجعل الركيزة مقاومة من خلال الحماية الأنودية.
وأردفت قائلة:
"تم في هذا البحث استخدام "مونومر الأنيلين" مع الأمينوفينول وكحول الفينيل وسلسلة من المواد المضافة الأخرى لإنشاء طبقة موحدة على سطح الفولاذ 304 باستخدام طريقة الترسيب الأنودي. وإن هذا العمل يشبه إلى حد كبير طريقة الطلاء الكهربائي، ونظراً لأن عملية الطلاء الكهربائي لها تاريخ طويل في بلدنا، فيمكننا أن نأمل في إمكانية التوسع في المستقبل.
وأكدت:
"تمكنا في ورقة البحث هذه، من تحويل الإشارات المستقبلة من هذا الطلاء الذكي إلى صوت باستخدام تعليمات جديدة ومبتكرة نسبيا، وبالتالي، من خلال سماع هذا الصوت، يمكننا تحديد عمق وعدد الثقوب التي قد تتشكل في الركيزة الفولاذية بمرور الوقت".
وبحسب الباحثة، فإن الطلاءات الذكية التي تم الحصول عليها خلقت مقاومة للتآكل لدرجة أن هذه الإشارات لم تظهر بعد أي علامات على التآكل الموضعي بعد فترات طويلة نسبيا من الزمن. ومع ذلك، في بعض الحالات، ومع تكثيف الظروف التآكلية في المختبر، تمكنا من إجراء هذا التحويل للإشارة في حالة الطلاءات الأضعف وسماع صوت الثقوب الصغيرة التي يتم إنشاؤها.
واعتبرت "مبينا مرادي" أن تطبيق نتائج هذا البحوثات مفيد في الصناعات الكيميائية والغذائية، حيث يجب مراقبة وتقييم قضايا التآكل بشكل يومي قائلة:
"بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها أيضًا في الصناعات المتعلقة بإعادة تدوير المعادن، المنفاخات، أجهزة الطرد المركزي، والمضخات، والمراوح".
وبحسب قولها، فقد تم نشر نتائج هذا العمل البحثي حتى الآن في شكل 5 مقالات "ISI" ذات نوعية جيدة جدًا (Q1) و (Q2) في المجلات التالية، ويتم إعداد مقال آخر.
1, 2) Journal of Industrial and Engineering Chemistry
https://doi.org/10.1016/j.jiec.2023.08.040
https://doi.org/10.1016/j.jiec.2024.09.021
3) Langmuir
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.4c01718
4) ACS Applied Polymer Materials
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsapm.4c02267
5) Journal of Molecular Liquids
https://doi.org/10.1016/j.molliq.2025.126952
وأكدت:
"من المقرر أن يتم تصميم عملية يمكنها، مع الأخذ في الاعتبار البيئة الصناعية المسببة للتآكل، تصميم الطلاء والتنبؤ بسلوكه دون الحاجة إلى اختبارات تجريبية في البيئة المسببة للتآكل عبر استخدام البرمجة القائمة على التعلم الآلي والتعلم العميق، وكذلك استخدام النتائج التي تم الحصول عليها من المحاكاة الذرية. وبهذه الطريقة، يمكن عرض سلوك وعمر الطلاء لصاحب العمل الصناعي قبل التطبيق والاستخدام".
واعتبرت "مرادي" أن إحدى الميزات المثيرة للاهتمام في هذا المشروع هي الجمع بين النتائج التجريبية والمختبرية مع المحاكاة الذرية ونظرية الكثافة الوظيفية (DFT) للتطبيقات الصناعية قائلة:
"إن ميزة هذا المشروع على المشاريع المماثلة هي تكلفته المعقولة نسبيًا بحيث يتم إنفاق ما يقرب من 15 إلى 25 في المائة من سعر الركيزة الفولاذية على طلائها، وقد تم إعداد برنامج الكمبيوتر الذي تم إنشاؤه لتحويل إشارات التآكل وتمكين مراقبة التآكل عبر الإنترنت من قبل فريق البحث وهو متاح للاستخدام.