Hoe kunt u het snijden van "gummy" metalen verbeteren? De innovators van Purdue University hebben een antwoord bedacht en hun bevindingen kunnen helpen bij het vervaardigen van producten en het verminderen van defecten aan onderdelen.

Eerder toonden de onderzoekers aan dat het aanbrengen van een permanent marker of Sharpie, lijm of plakfolie maakte het gemakkelijker om metalen zoals aluminium, roestvrij staal, nikkel, koper en tantaal voor industriële toepassingen. Het markeren van het te bewerken metalen oppervlak met inkt of een kleefmiddel verminderde de snijkracht drastisch, een zuivere snede achterlaten in seconden. Nutsvoorzieningen, ze hebben ontdekt hoe deze films het effect produceren.

"We hebben ontdekt dat je de organische film van de markers of lijm maar één molecuul dik nodig hebt om te werken, " zei Srinivasan Chandrasekar, Purdue hoogleraar industriële techniek. "Deze ultradunne film zorgt voor een gladdere, schonere en snellere sneden dan de huidige bewerkingsprocessen. Het vermindert ook de snijkrachten en energie, en verbetert de resultaten voor de productie in verschillende sectoren zoals biomedische, energie, defensie en ruimtevaart."

Het onderzoek is gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang . De studie omvat een samenwerking tussen onderzoekers van Purdue, Osaka University (Japan) en het Indian Institute of Science (India).

Als er een aanzienlijke verbetering kan worden aangebracht in de bewerkbaarheid van gomachtige metalen of legeringen - zo goed snijden ze, boren of slijpen - dan is er potentieel om de kosten van producten te verlagen, hun prestaties te verbeteren of nieuwe en verbeterde productontwerpen mogelijk te maken.

De onderzoekers vonden, met behulp van organische monolaagfilms gemaakt door moleculaire zelfassemblage, dat de lengte van de molecuulketen en de adsorptie ervan aan het metaaloppervlak de sleutel zijn om deze verbeteringen te realiseren. Door de "juiste" organische moleculen te gebruiken, het metaal wordt plaatselijk bros wat resulteert in een betere bewerking.

"We leren door onze ontdekking ook meer over hoe omgevingsfactoren het falen van metalen beïnvloeden, " zei Anirudh Udupa, een hoofdauteur van de studie en een onderzoeker in Purdue's School of Industrial Engineering. "Terwijl we ontcijferen hoe de organische moleculaire films de bewerkbaarheid van deze metalen verbeteren, des te beter is ook ons ​​begrip van veelvoorkomende omgevingsgerelateerde storingen in metalen, zoals spanningscorrosiescheuren, waterstofbrosheid en vloeibaar metaalverbrossing."

De Purdue-innovators werkten samen met het Purdue Research Foundation Office of Technology Commercialization om deze technologie te patenteren.