Utilizando deposición química en fase vapor por plasma de microondas la Rice University desarrolló películas de diamante que resisten la incrustación mineral en sistemas de agua y energía
Investigadores de la Universidad Rice demostraron un avance significativo en tecnologías antiincrustantes al comprobar que las películas de diamante cultivadas en laboratorio pueden ofrecer una solución duradera contra la acumulación de sarro mineral en tuberías industriales, un problema que reduce el flujo y eleva los costos de mantenimiento en sistemas de agua y energía.
Al emplear el método de deposición química en fase vapor por plasma de microondas (MPCVD), el equipo fabricó recubrimientos diamantados introduciendo metano e hidrógeno en una cámara para generar una capa de diamante sobre una oblea de silicio.
Tras ajustar la química superficial en la etapa posterior al crecimiento, los investigadores evaluaron cómo estas variaciones influían en la formación de incrustaciones.
La versión con terminación en nitrógeno mostró una resistencia excepcional, acumulando más de un orden de magnitud menos depósitos que las superficies tratadas con oxígeno, hidrógeno o flúor.
Simulaciones moleculares indicaron que la terminación con nitrógeno fomenta la creación de una capa de agua firmemente adherida a la superficie, la cual actúa como una barrera natural frente al depósito de iones minerales.
El estudio también reveló que los electrodos de diamante dopado con boro pueden recibir el mismo tratamiento, logrando reducir la formación de incrustaciones hasta siete veces sin afectar su rendimiento. “Existe un creciente interés en materiales que resistan naturalmente la formación de incrustaciones sin intervención constante. Nuestro trabajo atiende esta necesidad al identificar un recubrimiento que puede ‘mantenerse limpio’ por sí solo”, señaló Xiang Zhang, primer autor y profesor asistente de investigación.
A su vez, el profesor Pulickel Ajayan destacó que estas películas policristalinas, de bajo costo y crecimiento por vapor, representan un material antiincrustante duradero con amplio potencial industrial, mientras que Jun Lou subrayó que el proceso de deposición, escalable y versátil, amplía aún más sus posibilidades de aplicación.
Con información de:
•Rice University
•Space Technology News – Applications and Research
•Space Daily
