توصل فريق بحثي من قسم الكيمياء في جامعة مارتن لوثر هاله-فيتنبرغ MLU الألمانية، وقسم ELANTAS للكيميائيات في شركة ALTANA الألمانية لصناعة مواد عازلة للأجهزة الكهربائية، إلى أصباغ خاصة يمكن دمجها مع مواد الراتنج العازلة والمغلفة لأسلاك المحركات الكهربائية، حيث يتغير لون هذه الأصباغ عندما تكشف عن تلف المادة العازلة حول الأسلاك في المحرك.
وذكر الموقع الإلكتروني لجامعة مارتن لوثر، اليوم الأربعاء، أن المحركات الكهربائية عادة ما تكون مصنوعة في الداخل من أسلاك نحاسية ملفوفة بإحكام مع مادة راتنج العازلة.
وشرح ولفغانغ بيندر الباحث المشارك في الدراسة، أن المادة العازلة التقليدية تصبح هشة بمرور الوقت لأنها تتحلل بفعل الحرارة والعمليات الكيميائية، حيث لا يمكن التمييز من الخارج ما إذا كانت لا تزال سليمة أو ما إذا كان المحرك بأكمله بحاجة إلى الاستبدال.
وكلفت شركة ALTANA الباحثين في جامعة مارتن لوثر لإيجاد حل لهذه المشكلة.
وقال ألكسندر فونتان، الباحث المشارك في الدراسة: ”ركز الفريق البحثي على درجة تحلل المواد العازلة في ظل ظروف محددة، والمدة التي تستغرقها لجعل المحرك بحاجة للاستبدال"، لافتا إلى أن التآكل الفعلي في المحركات يعتمد على ظروف استخدامه، وعلى وجه الخصوص درجة الحرارة.
ولذلك طور الباحثون منصة اختبار لتحليل أربعة أنظمة مواد راتنج عازلة مختلفة على مدى عدة أشهر، لتحديد مستويات تحللها في درجات حرارة مختلفة.
واكتشف الفريق البحثي أن أنظمة الراتنج الأربعة تطلق باستمرار كحولا معينا تحت ظروف درجات حرارة مختلفة.
وقال فونتان: ”عملنا بشكل وثيق للعثور على مادة حساسة لهذا الكحول، بحيث يمكن اكتشاف تغير خواصها بسهولة عندما يرتبط بها الكحول، وأن تتحمل درجات حرارة عالية وعمليات الإنتاج العادية، وألا تؤثر على خصائص المادة العازلة حول الأسلاك".
ووقع اختيار الفريق البحثي على صبغة تضيء عادة باللون البرتقالي المحمر تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية، وعندما يرتبط بها الكحول، يتحول لونها إلى الأخضر الفاتح.
ويمكن بعد ذلك تحليل أطياف الألوان المختلفة، باستخدام أجهزة خاصة والتي يمكن تثبيتها مباشرة في المحرك.
وقال الباحثون: ”بهذه الطريقة يمكن معرفة ما إذا كان استبدال المحرك ضروريا بدون الحاجة إلى فتح المحرك".
ويأمل الفريق البحثي أن يؤدي ذلك إلى تجنب عمليات الاستبدال غير الضرورية للمحرك في المستقبل.
ويمكن استخدام مادة العزل الجديدة المدمجة مع الأصباغ، في محركات السيارات الكهربائية وكذلك في الآلات والمعدات الكهربائية الأخرى.
وذكر الموقع الإلكتروني لجامعة مارتن لوثر، اليوم الأربعاء، أن المحركات الكهربائية عادة ما تكون مصنوعة في الداخل من أسلاك نحاسية ملفوفة بإحكام مع مادة راتنج العازلة.
وشرح ولفغانغ بيندر الباحث المشارك في الدراسة، أن المادة العازلة التقليدية تصبح هشة بمرور الوقت لأنها تتحلل بفعل الحرارة والعمليات الكيميائية، حيث لا يمكن التمييز من الخارج ما إذا كانت لا تزال سليمة أو ما إذا كان المحرك بأكمله بحاجة إلى الاستبدال.
وكلفت شركة ALTANA الباحثين في جامعة مارتن لوثر لإيجاد حل لهذه المشكلة.
وقال ألكسندر فونتان، الباحث المشارك في الدراسة: ”ركز الفريق البحثي على درجة تحلل المواد العازلة في ظل ظروف محددة، والمدة التي تستغرقها لجعل المحرك بحاجة للاستبدال"، لافتا إلى أن التآكل الفعلي في المحركات يعتمد على ظروف استخدامه، وعلى وجه الخصوص درجة الحرارة.
ولذلك طور الباحثون منصة اختبار لتحليل أربعة أنظمة مواد راتنج عازلة مختلفة على مدى عدة أشهر، لتحديد مستويات تحللها في درجات حرارة مختلفة.
واكتشف الفريق البحثي أن أنظمة الراتنج الأربعة تطلق باستمرار كحولا معينا تحت ظروف درجات حرارة مختلفة.
وقال فونتان: ”عملنا بشكل وثيق للعثور على مادة حساسة لهذا الكحول، بحيث يمكن اكتشاف تغير خواصها بسهولة عندما يرتبط بها الكحول، وأن تتحمل درجات حرارة عالية وعمليات الإنتاج العادية، وألا تؤثر على خصائص المادة العازلة حول الأسلاك".
ووقع اختيار الفريق البحثي على صبغة تضيء عادة باللون البرتقالي المحمر تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية، وعندما يرتبط بها الكحول، يتحول لونها إلى الأخضر الفاتح.
ويمكن بعد ذلك تحليل أطياف الألوان المختلفة، باستخدام أجهزة خاصة والتي يمكن تثبيتها مباشرة في المحرك.
وقال الباحثون: ”بهذه الطريقة يمكن معرفة ما إذا كان استبدال المحرك ضروريا بدون الحاجة إلى فتح المحرك".
ويأمل الفريق البحثي أن يؤدي ذلك إلى تجنب عمليات الاستبدال غير الضرورية للمحرك في المستقبل.
ويمكن استخدام مادة العزل الجديدة المدمجة مع الأصباغ، في محركات السيارات الكهربائية وكذلك في الآلات والمعدات الكهربائية الأخرى.