نیمقرن پیشرفت علمی دربرابر افول غربیها ۱۳-
فلزات در فضا به یکدیگر می‌چسبند!
در فرآیند «جوش سرد» دو فلز وقتی در شرایط خلاء و فضا باشند، بدون نیاز به حرارت یا فشار زیاد، خودبه‌خود به یکدیگر جوش می‌خورند. این پدیده مزایا و چالش‌هایی به همراه دارد.
به گزارش خبرگزاری آنا، در کره زمین، فلزات به دلیل وجود اکسیژن و رطوبت، با یک لایه اکسید یا آلاینده پوشیده می‌شوند که از تماس مستقیم اتم‌های سطح فلزی با یکدیگر جلوگیری می‌کند. اما در شرایط خلاء این لایه‌های محافظتی وجود ندارد و سطح فلزات می‌تواند بدون مانع با یکدیگر تماس برقرار کنند.
اگر دو سطح فلزی کاملاً تمیز و بدون پوشش در خلا به یکدیگر برسند، اتم‌های آنها با هم پیوند برقرار می‌کنند، گویی که هر دو بخشی از یک قطعه واحد هستند. این پدیده به «جوش سرد» یا Cold Welding یا «جوش در خلاء» معروف است.
پدیده جوش سرد به دلیل طبیعت اتم‌های فلز رخ می‌دهد. در خلاء وقتی دو سطح فلزی کاملاً صاف و تمیز به یکدیگر می‌رسند، هیچ مولکول یا اکسیدی بین آنها وجود ندارد تا از پیوندشان جلوگیری کند. بدین ترتیب اتم‌ها به‌طور طبیعی به دنبال تکمیل پیوند‌های خود هستند و وقتی به یکدیگر نزدیک می‌شوند، این پیوند‌ها برقرار می‌شود.
این رفتار منحصر به فرد، تنها در شرایط خلاء کامل (یا نزدیک به خلاء) امکان‌پذیر است، زیرا با وجود اکسیژن یا آلودگی‌ها، لایه‌های محافظتی از تماس مستقیم فلزات جلوگیری می‌کنند.
در فضا استفاده از حرارت یا جوشکاری معمولی می‌تواند بسیار پیچیده و خطرناک باشد. جوش سرد امکان ایجاد اتصالات فلزی قوی را بدون نیاز به تجهیزات اضافی فراهم می‌کند. همچنین با استفاده از این پدیده، فضانوردان می‌توانند قطعات را در شرایط خلاء تعمیر یا به یکدیگر متصل کنند. این قابلیت در مأموریت‌های طولانی‌مدت فضایی، مانند سفر به مریخ، بسیار حیاتی است. حذف قطعات اضافی مانند پیچ و مهره یا اتصالات مکانیکی سنگین، می‌تواند وزن کلی تجهیزات فضایی را کاهش دهد، که این امر به کاهش هزینه‌های پرتاب منجر می‌شود.
در حالی که جوش سرد مزایای زیادی دارد، می‌تواند مشکلاتی نیز ایجاد کند. یکی از بزرگ‌ترین خطرات جوش سرد، احتمال اتصال ناخواسته قطعات متحرک مانند بلبرینگ‌ها و مفاصل است. این موضوع می‌تواند باعث از کار افتادن تجهیزات حیاتی شود.
برای جلوگیری از وقوع جوش سرد ناخواسته، مهندسان باید از مواد خاص یا پوشش‌هایی استفاده کنند که مانع از تماس مستقیم فلزات شوند. این امر می‌تواند طراحی و ساخت تجهیزات را پیچیده‌تر و پرهزینه‌تر کند. قطعاتی که باید به صورت مداوم حرکت کنند، مانند موتور‌های الکتریکی یا ژیروسکوپ‌ها، به دلیل جوش سرد ممکن است دچار خرابی شوند.
پدیده جوش سرد در طراحی و ساخت تجهیزات فضایی، از جمله ماهواره‌ها، تلسکوپ‌ها و ربات‌های فضایی، کاربرد فراوانی دارد. علاوه بر این، در فناوری‌های پیشرفته مانند پرینت سه‌بعدی فلزات در فضا نیز از این خاصیت بهره گرفته می‌شود. برای مثال، در پرینت سه‌بعدی در شرایط خلاء، ذرات فلزی به دلیل پدیده جوش سرد به راحتی به یکدیگر متصل می‌شوند و ساخت قطعات پیچیده ممکن می‌شود.
در عین حال برای جلوگیری از مشکلات ناشی از جوش سرد، مهندسان از روش‌های مختلفی استفاده می‌کنند. استفاده از مواد پلیمری یا سرامیکی برای پوشش سطح فلزات می‌تواند مانع از تماس مستقیم آنها شود. برخی روان‌کننده‌های خاص نیز طراحی شده‌اند که در شرایط خلاء کار می‌کنند و از اتصال فلزات جلوگیری می‌کنند. جدای از اینها طراحی قطعات به گونه‌ای که تماس مستقیم سطوح فلزی کاهش یابد، می‌تواند از وقوع جوش سرد جلوگیری کند.
پدیده جوش سرد چالش‌های مهندسی قابل‌توجهی را به همراه دارد. با درک عمیق‌تر این پدیده و استفاده از راهکار‌های نوآورانه، می‌توان از مزایای جوش سرد بهره برد و مشکلات آن را به حداقل رساند. جوش سرد، پلی است میان دانش و مهندسی که راه را برای کشف جهان‌های جدید هموار می‌سازد.
انتهای پیام/
