عندي فكرة

د. محمد دياب : النانو تكنولوجي.. لحماية المعادن من التآكل

استطاع الباحث المساعد في مجال الكيمياء الفيزيائية بمعهد بحوث البترول د. محمد عبد المنعم دياب غانم التوصل إلي طرق جديدة لمقاومة تآكل المعادن والفلزات باستخدام تقنية النانو تكنولوجي بعد أن حصل علي البكالوريوس ثم الماجستير والدكتوراة من كلية العلوم جامعة عين شمس في تخصص الكيمياء، كما نشر له العديد من الابحاث الرائدة في عدد من المجلات العلمية العالمية في مجال تخصصه ونال العديد من الجوائز المحلية والعالمية وسجل أكثر من براءة اختراع بأكاديمية البحث العلمي.. ليس هذا فحسب، بل انه محكم دولي لأكثر من 30 مجلة علمية دولية متخصصة.. حول أبحاثه ودراساته وابتكاراته العديدة دار معه هذا الحوار..
في البداية نود معرفة نبذة عن التآكل والاضرار الناتجة عنه؟
يعتبر التآكل أخطر مشكلة تؤرق الصناعة وهو عبارة عن تآكل أجزاء من المعادن والفلزات المستخدمة في الصناعات المختلفة والمنشآت بفعل العديد من العوامل الكيميائية والطبيعية، وقد قدرت الخسائر السنوية الناجمة عن التآكل بحوالي 70 بليون دولار سنويا في الولايات المتحدة الأمريكية وحدها وهي خسارة باهظة بسبب ما يسببه من تلف المعادن والفلزات. وقد أجريت عدة أبحاث في الدول المتقدمة لتقدير تكلفة التآكل علي الاقتصاد القومي حيث قدرت نسبة الخسارة والتكلفة الناتجة عن التآكل بنحو 4 - 2.4 %.
أما الأضرار الاقتصادية الناتجة عن التآكل فهي عديدة ومهمة، حيث يسبب في كثير من الأحيان توقف المصانع عن العمل، مما يؤدي إلي التسبب بحدوث تكلفة اقتصادية إضافية غير متوقعة. كذلك فإن حصول التآكل يؤدي إلي ارتفاع تكلفة الصيانة الدورية حيث يتطلب في كثير من الحالات تبديل الجزء المعدني التالف بجزء آخر جديد.
كما يؤدي التآكل في كثير من الأحيان إلي حصول كوارث إذا لم تتخذ الإجراءات الوقائية الكفيلة بإيقافه أو الحد منه فمثلاً التعامل مع المواد الخطرة مثل الغازات السامة والأحماض المركزة والمواد القابلة للاشتعال والمواد المشعة والمواد الكيميائية في درجات حرارة عالية وعند ضغط عال يتطلب استعمال مواد معدنية معينة لا تتآكل بدرجة كبيرة في مثل هذه الظروف.
فاعلية كبيرة
من خلال أبحاثك.. كيف يساهم النانو تكنولوجي في حماية المعادن من التآكل؟
تعتمد فكرة البحث علي استخدام تقنية النانوتكنولوجي الحديثة في مجال حماية الفلزات من التآكل وهي من الاساليب الحديثة والجديدة وذات الفاعلية الكبيرة في حماية الفلزات من التآكل، وتتركز علي استخدام تقنيات النانو تكنولوجي الحديثة في حماية الصلب الكربوني والذي يمثل الفلز الرئيسي في العديد من الصناعات من التآكل في العديد من الاوساط التآكلية. حيث يتم تحضير احجام نانوية مختلفة من جسيمات مادة ثاني أكسيد التيتانيوم واضافتها إلي طلاء الالكيد ودراسة تأثير هذا الطلاء الذي يحتوي علي المواد النانونية علي كفاءة مقاومة تآكل الصلب الكربوني في حمض الكبريتيك. وقد أوضحت هذه الدراسة ان اضافة احجام نانونية مختلفة من جسيمات مادة ثاني أكسيد التيتانيوم (من 150 إلي 10 نانومتر) إلي طلاء الالكيد يؤدي إلي زيادة كفاءة طلاء الالكيد في مقاومة تآكل الصلب الكربوني في حمض الكبريتيك. كما وجد أن كفاءة طلاء الالكيد كمانع لتآكل الصلب الكربوني تقل بزيادة الاحجام النانونية من جسيمات مادة ثاني أكسيد التيتانيوم.
كما تناولت الابحاث تأثير اضافة انابيب الكربون النانونية علي كفاءة طلاء الالكيد في مقاومة تآكل الصلب الكربوني مغموسا في محلول كلوريد الصوديوم. وقد أوضحت الدراسة أن اضافة انابيب الكربون النانونية إلي طلاء الالكيد يؤدي إلي زيادة كفاءة الطلاء في مقاومة تآكل الصلب الكربوني مغموسا في محلول كلوريد الصوديوم. كما وجد ان كفاءة طلاء الالكيد كمانع لتآكل الصلب الكربوني تزيد بزيادة تركيز انابيب الكربون النانونية. كما وجد ان اضافة انابيب الكربون النانونية إلي طلاء الالكيد يؤدي إلي زيادة قوة التصاق الطلاء.
جدوي اقتصادية
وماذا عن بحثك لانتاج مصادر جديدة للطاقة النظيفة؟
في الأونة الأخيرة زاد التركيز في البحث عن مصادر جديدة للطاقة بسبب مخاوف بشأن تغير المناخ الناجم بشكل رئيسي عن انبعاثات الوقودالأحفوري.
وتعتمد فكرة الابحاث علي انتاج غاز الهيدروجين عالي النقاوة وبدون اي تلوث للبيئة كما تتميز بجدوي اقتصادية كبيرة حيث تعتمد علي استهلاك مواد رخيصة الثمن في عملية توليد الطاقة. كما تتميز بخاصية مهمة جدا وهي انتاج غاز الهيدروجين عند الطلب في اي مكان دون الحاجة إلي عملية تخزين او نقل غاز الهيدروجين والتي تتطلب تكلفة عالية وذلك عند استخدام الطرق التقليدية لانتاج الهيدروجين. وقد قمت بالعديد من الابحاث حول انتاج مصادر جديدة ونظيفة للطاقة بدلا من المصادر المستخرجة من البترول والفحم والتي تسبب تلوثا للبيئة كما تتعرض لمخاطر النضوب. ومن اهم هذه المصادر انتاج غاز الهيدروجين الذي يعد وقود المستقبل حيث استخدمت وكالة NASA للفضاء الهيدروجين في برنامجها الفضائي منذ سنوات، فهو الوقود الذي يحمل سفن الفضاء إلي الفضاء الخارجي، وخلايا الوقود الهيدروجينية هي التي تقوم بتشغيل النظام الكهربي للسفينة، وينتج عن هذا ناتج واحد فقط وهو الماء النقي الذي يستخدمه رواد الفضاء في الشرب، كما أن خلايا الوقود الهيدروجينية تنتج الكهرباء بفاعلية عالية. أيضا استخدام الهيدروجين كوقود - خصوصًا للسيارات - هو المتاح الآن إما في صورة هيدروجين نقي وبالتالي لا ينتج أي نسب تلوث أو مضافًا للبنزين أو الديزل، وبالتالي يخفض نسبة الانبعاثات الملوثة من 30% إلي 40%.. والهيدروجين أيضًا يمكن أن يكون وقودًا مثاليًّا للطائرات، فهو ينتج كمية أكبر من الطاقة، وبالتالي ستحتاج الطائرات إلي كمية أقل من الوقود، كما أنه أخف من الوقود الحالي، وبالتالي ستستطيع الطائرة زيادة حمولتها.
هل حصلت علي براءة اختراع عن هذه الابحاث؟
حصلت علي العديد من براءات الاختراع من اكاديمية البحث العلمي منها براءة اختراع رقم 27318 لعام 2010 عن »خلية لقياس التفاعلات الكهروكيميائية لوحدات تبريد المحركات والمواتير»‬
وبراءة اختراع رقم 228 لعام 2014 عن »‬طلاء يحتوي علي مواد نانونية لحماية الفلزات». كما حصلت في نفس العام علي براءة اختراع رقم 8434 عن »‬تركيبة البولي انيلين مع أنابيب الكربون النانونية في خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني»، واخر براءة اختراع رقم 844 لعام 2016 »‬زيادة كفاءة رتنجات الالكيدي بواسطة مركبات تيتانيوم الفوسفات الجديدة».
وماذا عن الجوائز التي حصلت عليها؟
فزت بفضل الله بالعديد من الجوائز منها جائزة الدولة التشجيعية في العلوم الاساسية: العلوم الكيميائية عام 2015 وبجائزة الدولة للابداع العلمي والتكنولوجي في مجال الهندسة الكيماوية وتطبيقاتها لعام 2010، كما حصلت علي جائزة الدولة للافراد والهيئات (أكاديمية البحث العلمي والتكنولوجيا) باسم جائزة أ.د عمار في كيمياء تآكل الفلزات ومنع تآكلها 2016، هذا إلي جانب العديد من الجوائز الدولية منها شهادة كامبريدج لأفضل الإنجازات العلمية 2013 وعضوية الموسوعة العالمية Who's Who in the World 2009- 2010 and 2013وعضوية الموسوعة العالمية للسيرة الذاتية كامبريدجTOP 100 S»‬IENTIST 2010 وعضوية العلماء الرواد في العالم عام 2013، كامبريدج، إنجلترا كما قمت بالاشتراك بالعديد من الابحاث العلمية العالمية مع الكثير من المؤسسات البحثية العلمية في الكثير من الدول مثل ايطاليا وألمانيا وفرنسا وبريطانيا والبرازيل والمغرب وبفضل الله كان اسم مصر يتصدر المقدمة في جميع الابحاث مما يؤكد قوة وفاعلية الباحث المصري.
خطة علمية
ما احلامك في مجال البحث العلمي في مصر؟
اتمني ان اقوم بوضع خطة علمية كبيرة تنقل مصر من البحوث النظرية إلي التطبيق العملي والصناعي ويكون البحث العلمي مصدر اقتصاد ودخل قومي مثل البترول وقناة السويس. فاذا نجحنا في تحقيق هذا الهدف نستطيع ان نقول للمواطن المصري دافع الضرائب ان البحث العلمي يساهم في الدخل القومي وفي نهضة الوطن.
ومن أحلامي أيضا انشاء مركز علمي معترف به عالميا في مجال القياسات الكهروكيميائية ويكون بيت خبرة عالميا لجميع شركات البترول العالمية.