شیرین خانمحمدی، کارشناس ارشد نانومواد دانشگاه تربیت مدرس و محقق طرج اظهار کرد: غشای سرامیکی بیشتر در داروسازی و صنایع غذایی، شیمیایی و پتروشیمی، برای جداسازی گازهای کوچک مانند هیدروژن، نیتروژن و متان به کار برده می‌شود. مشکل اصلی این دسته از غشاها، عدم پایداری آن‌ها در حضور رطوبت و دما است. این مشکل باعث به هم ریختگی ساختار متخلخل و در نتیجه کاهش عملکرد آن‌ها خواهد شد.
به گفته‌ی خانمحمدی، در این کار با افزودن ترکیبی مانند ایتریا و در نتیجه تغییر ساختار غشای سرامیکی سیلیکایی، تلاش شده تا پایداری حرارتی آن، ضمن حفظ ساختار نانومتخلخل بهبود یابد. ساختار فیزیکی و شیمیایی یک غشاء، عاملی تعیین کننده در خواص مهمی نظیر نفوذپذیری، گزینش‌پذیری و ایجاد رسوب در آن است. ایجاد یک ساختار مطلوب با راهکار ساده‌ی حذف عیب و نقص‌های موجود در سطح غشاء و یا کنترل غلظت مواد اولیه و دمای فرایند امکان‌پذیر است.
وی تصریح کرد: نتایج حاصل شده حاکی از ساخت غشای سرامیکی با تخلخل‌های نانومتری و بهبود خواص حرارتی و هیدروترمالی آن است. حفره‌های ایجاد شده دارای میانگین اندازه‌ی 1/9 نانومتری بوده و تا حدود دمای 800 درجه سانتی‌گراد نیز پایداری حرارتی بسیار مناسبی دارند. ضخامت نهایی غشای سه لایه، 680 نانومتر گزارش شده است.
خانمحمدی در خصوص فرایند مورد استفاده در تولید این غشاء گفت: فرایند سل-ژل متداول‌ترین روش تولید غشاهای سرامیکی است. سادگی روش، تهیه مواد همگن با خلوص و سطح ویژه‌ی بالا، قابلیت کنترل اندازه‌ی تخلخل و ریزساختار از مزیت‌های این روش محسوب می‌شوند. در این طرح نیز غشای میکرومتخلخل سه لایه‌ای سیلیکا-ایتریا بر روی زیرلایه‌ی آلفا-آلومینا و لایه‌ی میانی گاما-آلومینا با تکیه بر این روش ساخته شده است.
وی در ادامه افزود: جهت انجام کار، زیرلایه آلفا-آلومینایی با روش پرس پودر آلومینا و پخت حرارتی، به صورت قرص‌هایی آماده شد. سل‌های کلوئیدی و پلیمری به ترتیب برای ایجاد لایه میانی گاما-آلومینا و لایه غشایی سیلیکا-ایتریا بر روی زیرلایه با روش غوطه وری نشانده شدند. در نهایت بعد از عملیات خشک کردن، لایه میانی در 600 درجه‌ی سانتی‌گراد و لایه‌ی غشایی در 500 درجه، تحت عملیات حرارتی قرار گرفتند.
محقق طرح خاطرنشان کرد: در این بررسی‌ها از آزمون‌های XRD، FTIR، FESEM، AFM و جذب و واجذب گاز نیتروژن استفاده شده است.
نتایج این تحقیقات که حاصل همکاری دکتر احسان طاهری نساج، عضو هیأت علمی دانشگاه تربیت مدرس و شیرین خانمحمدی، کارشناس ارشد نانومواد از همین دانشگاه است، در مجله‌ی Ceramics International به چاپ رسیده است.
ایسنا