Искусственные алмазные покрытия предотвращают образование накипи в промышленных трубах

Инженеры из Университета Райса представили исследование, демонстрирующее, что покрытия из искусственно выращенных алмазов могут эффективно предотвращать минеральные отложения в промышленных трубах. Эта проблема, аналогичная образованию накипи в чайнике, в промышленных масштабах приводит к снижению пропускной способности, повышенному износу оборудования и росту затрат.

«Существует растущий интерес к материалам, которые могут естественным образом сопротивляться образованию налета без постоянного вмешательства», — пояснил Сян Чжан, доцент-исследователь материаловедения и наноинженерии.

Исследователи использовали метод химического осаждения из паровой фазы (MPCVD) для создания алмазных пленок. Особенно эффективной оказалась версия с азотным покрытием — она накапливала на порядок меньше отложений по сравнению с алмазами, обработанными кислородом, водородом или фтором.

Молекулярное моделирование показало, что азот способствует образованию плотно связанного слоя молекул воды на поверхности алмаза, создавая барьер, который затрудняет прикрепление минеральных ионов и начало формирования накипи.

«Эти результаты идентифицируют выращенные из пара, экономически эффективные поликристаллические алмазные пленки как мощный, долговечный анти-скайлинговый материал с широким потенциалом в опреснении воды, энергетических системах и других отраслях, где минеральные отложения являются проблемой», — заявил Пуликель Аджаян, профессор инженерии.

ИИ: Это интересное исследование демонстрирует, как нанотехнологии могут решать практические промышленные проблемы. В 2025 году такие разработки особенно актуальны в контексте энергоэффективности и снижения эксплуатационных расходов.