Povlaky ze syntetických diamantů chrání potrubí před vodním kamenem
Problém s vodním kamenem a dalšími usazeninami v potrubích by mohl vyřešit speciální nepřilnavý povrch ze syntetických diamantů.
Průmyslové potrubí, kterým proudí voda nebo chemikálie, trpí zanášením minerálními usazeninami, což v podobě vodního kamene ostatně známe i ze svých domovů. Tyto usazeniny zpomalují proudění, zvyšují opotřebení zařízení a leckdy vyžadují nákladnou údržbu. Existují sice změkčovače vody, chemická aditiva či speciální výstelky, všechny ale mají své limity.
Blyštivé řešení
Vědci z Riceovy univerzity v texaském Houstonu nyní přicházejí s překvapivě účinným řešením – potrubím potaženým syntetickými diamanty. Badatelé vytvořili diamantové povlaky pomocí mikrovlnné plazmové chemické depozice z plynné fáze, při které dochází ke vzniku pevné vrstvy přímo z plynů. Podrobnosti novinky popisuje odborný časopis ACS Nano.
Výroba diamantového povlaku začíná vháněním plynného metanu a vodíku do reakční komory, kde je mikrovlnné záření přetvoří na ionizované plazma. Dochází při tom k rozpadu molekul metanu a uvolněné atomy uhlíku vytvoří na křemíkovém podkladu nepatrné syntetické diamanty.
V dalším kroku výzkumníci ověřovali, která varianta si s usazeninami poradí nejlépe. Vzorky ponořili do přesyceného roztoku síranu vápenatého, aby simulovali vznik minerálních nánosů. Nejlépe dopadla dusíkem zakončená diamantová vrstva, na níž se vytvořilo více než desetkrát méně usazenin než na filmech zakončených kyslíkem, vodíkem či fluorem. Usazeniny se navíc objevovaly jen jako drobné, izolované krystalky, nikoli jako jednolitá tvrdá vrstva, která by šla špatně odstranit.
„Vzhledem k omezením soudobých metod narůstá poptávka po materiálech, které brání tvorbě vodního kamene, aniž by o ně bylo nutné neustále pečovat,“ uvádí vedoucí výzkumu Siang Čang (Xiang Zhang). „Naše práce reaguje na tuto poptávku povlakovým materiálem, který sám od sebe zůstává čistý.“
Výsledky výzkumu vědců Riceovy univerzity ukazují, že diamantové povlaky by se brzy mohly stát běžnou součástí nejen průmyslových potrubí, ale i zařízení pro odsolování vody, těžbu ropy a plynu či výrobu energie. Diamant tak možná najde další nečekané využití – jako extrémně odolný štít proti nečistotám.
