Giải pháp Nano Siêu Vi Màng là gì?

Nguyên tắc cơ bản để bảo vệ chống ăn mòn là phương pháp bảo vệ bề mặt và phương pháp điện hóa.
    - Phương pháp bảo vệ bề mặt là quá trình ngăn không cho kim loại tiếp xúc với môi trường xung quanh sao cho một điều kiện của sự ăn mòn không diễn ra
- Phương pháp điện hóa, bản chất của phương pháp này là sử dụng 1 kim loại hoạt động hơn trong dãy điện hóa để tạo 1 pin điện hóa sao cho sự ăn mòn đó chỉ xảy ra với kim loại gắn thêm vào (điều kiện kim loại đó có tốc độ ăn mòn rất nhỏ) như sử dụng kẽm (Zn)
    Một số phương pháp bảo vệ chống ăn mòn truyền thống trên các đối tượng như:
    - Đối với các bề mặt kim loại:
    + Lựa chọn các vật liệu ít bị ăn mòn, tuy nhiên các vật liệu này có giá thành cao, khó áp dụng trong thực tế
    + Sơn phủ bảo vệ là biện pháp phổ biến nhất, nhằm tạo một lớp phủ bảo vệ ngăn không cho các tác nhân ăn mòn tiếp xúc với bề mặt kim loại. Tuy nhiên khi lớp phủ này bị các tác nhân gây ăn mòn xâm nhập lớp phủ này không có khả năng tự đào thải hoặc trước khi phun phủ chưa xử lý kỹ bề mặt gây ăn mòn từ dưới lớp sơn phủ, hiện tượng ăn mòn này rất khó phát hiện cho tới khi lớp sơn bị phồng rộp và bong tróc thì kim loại ở dưới lớp phủ đã bị ăn mòn nặng nề. Từ đó dẫn đến hỏng hóc, suy giảm tuổi thọ của vật liệu.
    - Đối với bảng mạch điện tử: Các phương pháp phủ biến như tẩm phủ tẩm phủ bằng một lớp keo phủ bảng mạch, vật liệu mỏng (có thể là keo UV, acrylate, silicone, epoxy hay polyurethane, đúc khuôn. Các biện pháp này đều sử dụng 1 lớp màng bảo vệ tương tự như cơ chế sơn phủ trên bề mặt kim loại, tuy nhiên khi muốn sửa chữa bảng mạch quy trình tẩy bỏ phức tạp và có nguy cơ hỏng hóc trong khi thao tác.
    Ngày nay với sự phát triển không ngừng của khoa học – công nghệ, con người đã phát minh ra các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn mới, nhằm hạn chế nhược điểm của các biện pháp truyền thống mang lại hiệu quả bảo vệ tối ưu hơn, một trong số đó là phương pháp bảo vệ chống ăn mòn sử dụng Công nghệ Nano siêu vi màng.
2. Nano siêu vi màng – Giải pháp chống ăn mòn thế hệ mới
2.1. Giới thiệu về công nghệ Nano siêu vi màng

Tất cả các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn truyền thống trên đều có những ưu nhược điểm riêng. Để khắc phục các nhược điểm của các phương pháp khácCác nhà khoa học vật liệu đã liên tục nghiên cứu để đưa ra công nghệ mới có tính cách mạng nhằm thay thế các phương pháp đã cũ: Nano siêu vi màng (Ultra Thin Film) theo tiêu chuẩn MIL – PRF 81309. Lớp bảo vệ này còn có khả năng tự phục hồi khi có ngoại lực tác động, tránh hiện tượng ứ đọng các chất ăn mòn bên trong. Ngoài ra, các chất phủ bảo vệ có thể đẩy các cấu tử ăn mòn lên trên bề mặt, giúp ngăn cách hoàn toàn bề mặt kim loại với tác nhân gây ăn mòn. Trên hết, nhờ lực hút tĩnh điện mà các phân tử bảo vệ có thể bám chặt trên bề mặt kim loại, tạo lớp phủ mỏng nhẹ mà vẫn đảm bảo hiệu năng bảo vệ tuyệt vời. Tiêu biểu cho công nghệ này có thể kể đến các sản phẩm của hãng CorrosionX Technologies. 2.2. Nguyên lý hoạt động         Nano siêu vi màng bảo vệ kim loại dựa trên nguyên lý ức chế ăn mòn nhờ tạo lớp màng hấp phụ. Màng bảo vệ hình thành trên bề mặt kim loại có khả năng kỵ nước, kháng hóa chất nhờ vào hai yếu tố chính: -    Chất mang nền dầu không tan trong nước -    Phân tử chất ức chế có kích thước nhỏ, với một đầu ưa nước có ái lực với bề mặt kim loại, một đầu kỵ nước quay ra ngoài. Chính nhờ cấu tạo đặc biệt này giúp các phân tử bám chặt trên bề mặt kim loại, ngăn không cho oxy và hơi ẩm có thể khuếch tán vào
2.3. Đặc điểm nổi bật
Một đặc điểm đặc biệt của Nano siêu vi màng là khả năng đàn hồi và tự phục hồi lớp màng bảo vệ, khác hẳn với những công nghệ bảo vệ màng cứng đã đề cập trước đó (sơn, mạ, …). Lớp màng bảo vệ khi được phủ sẽ không khô cứng hoàn toàn và bám dính vào bề mặt kim loại bằng lực hút tĩnh điện. Các phân tử nano không tương tác với nhau mà chỉ tương tác với nền kim loại phía dưới. Do đó, trong lớp phủ có chứa vô số phân tử mang nhiệm vụ “dự trữ”. Khi các phân tử đang bám trên bề mặt kim loại bị loại bỏ (do các vết xước, va chạm cơ học, …), phân tử “dự trữ” này sẽ thay thế, điền đầy vào các vị trí bị hở ra và trả lại lớp bảo vệ “hoàn chính” như ban đầu.

Cơ chế và nguyên lý hoạt động của lớp phủ nano Mặt khác, lớp màng này cũng là lớp phủ có điện môi cao, có khả năng bảo vệ cho các linh kiện điện – điện tử và bảng mạch khỏi các tác nhân ăn mòn và các hiện tượng tiêu cực từ từ trường bên ngoài. Vì không tạo màng cứng, nên lớp phủ nano có thể bảo vệ được các tiếp điểm điện mà vẫn đảm bảo khả năng truyền dẫn điện. Nhờ vào công nghệ liên kết phân cực, Nano siêu vi màng có thể tạo ra lớp màng cực mỏng, với chiều dày tối thiểu chỉ khoảng 13µm, nhưng vẫn đảm bảo khả năng bảo vệ tối đa cho các chi tiết kim loại. Hơn hết, so với sơn phủ và tẩm phủ bảng mạch, cách thức làm sạch lớp phủ Nano rất đơn giản. Không cần đến các dung môi chuyên dụng chứa nhiều chất có hại cho sức khỏe, các thiết bị làm sạch cồng kềnh, các sản phẩm phát triển trên công nghệ Nano siêu vi màng chỉ cần các dung môi làm sạch rất cơ bản, ít độc hại như cồn, hoặc chất tẩy rửa dầu mỡ chuyên dụng.
Đối với bề mặt kim loại trước khi sơn cần xử lý bề mặt (làm sạch bụi bẩn, làm nhẵn mịn bề mặt) để hoàn thiện lớp phủ có hiệu quả bảo vệ tối ưu nhất, tuy nhiên trong quá trình sơn phủ không thể tránh khỏi bề mặt có những vết nứt có kích thước nhỏ mà mắt thường khó phát hiện hoặc trên bề mặt vật liệu có diện tích quá lớn, quá trình phun phủ kéo dài và điều kiện hoạt động ngoài trời sẽ không đảm bảo hoàn toàn rằng việc xử lý bề mặt đạt mức cho phép để tiến hành sơn phủ. Khi sơn lên các bề mặt chưa được xử lý hoàn toàn, các tác nhân gây ăn mòn như nước, hóa chất (minh họa trên hình 4) sẽ bị nhốt lại bên dưới lớp sơn phủ, gây ăn mòn dưới bề mặt kim loại, theo thời gian mức độ ăn mòn sẽ lớn dần và chỉ có thể phát hiện ra khi xuất hiện hiện tượng lớp sơn phủ bị bong tróc, phồng rộp. Khi đó, sự ăn mòn đã lan rộng và có thể gây hỏng hóc vật liệu. Với ưu điểm của công nghệ liên kết phân cực được áp dụng trong các sản Nano bảo vệ siêu vi màng, trong trường hợp các tác nhân gây ăn mòn còn sót lại trên bề mặt vật liệu, đầu phân tử ưa nước sẽ hút đồng thời gắn chặt vào bề mặt kim loại do có ái lực với bề mặt kim loại, ngăn không cho tác nhân ăn mòn tiếp xúc trực tiếp với bề mặt vật liệu, đầu phân tử còn lại là đầu kỵ nước sẽ đẩy các tác nhân ra khỏi bề mặt và ngăn không cho các tác nhân ăn mòn tiếp cận lớp phủ. Từ đó, ngăn chặn được hiện tượng ăn mòn bên dưới lớp phủ.