به گزارش ایسنا به نقل از ستاد نانو، ویژگی‌های سطحی مواد، از جمله عواملی هستند که می‌توانند عملکرد یک محصول را در شرایط واقعی تعیین کنند. میزان چسبندگی رنگ به بدنه خودرو، دوام یک پوشش در برابر رطوبت، رفتار قطرات آب روی سطوح، مقاومت مواد در برابر یخ‌زدگی و حتی سازگاری مواد مورد استفاده در تجهیزات پزشکی، همگی به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی سطح وابسته‌اند. به همین دلیل، شناخت و اندازه‌گیری دقیق این ویژگی‌ها برای صنایع مختلف و مراکز تحقیقاتی اهمیت زیادی دارد.
یکی از ابزارهای مهم برای بررسی این ویژگی‌ها، دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس است. این دستگاه با بررسی شکل قطره مایع روی یک سطح جامد، اطلاعاتی درباره میزان تمایل سطح به جذب یا دفع مایعات ارائه می‌دهد. زاویه تماس کمتر معمولاً نشان‌دهنده تمایل بیشتر سطح به خیس‌شدن است، درحالی‌که افزایش این زاویه می‌تواند بیانگر رفتار آب‌گریزتر سطح باشد. اندازه‌گیری این پارامتر در ارزیابی پوشش‌های نانویی، اصلاح سطوح، مواد پلیمری و بسیاری از محصولات صنعتی کاربرد دارد.
با وجود اهمیت این اندازه‌گیری، دستیابی به نتایج دقیق همواره به روش تحلیل تصاویر و نحوه تشخیص مرز قطره وابسته است. در روش‌های متداول، اپراتور باید به‌صورت دستی محل برخورد قطره با سطح و مرزهای آن را مشخص کند. این کار علاوه بر زمان‌بر بودن می‌تواند تحت تأثیر قضاوت فرد انجام‌دهنده آزمایش قرار گیرد. تفاوت در انتخاب نقاط مرزی، به‌ویژه در آزمایش‌های حساس، ممکن است به اختلاف در نتایج منجر شود. استفاده از روش‌های پردازش خودکار تصویر می‌تواند بخشی از این محدودیت را برطرف کند.
یکی از شرکت‌های دانش‌بنیان با توسعه نسل جدید دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس، از هوش مصنوعی برای تحلیل تصاویر و تعیین خودکار مرز قطره استفاده کرده است. در این سامانه، نرم‌افزار به‌جای اتکا به تشخیص دستی اپراتور، تصویر ثبت‌شده از قطره را پردازش می‌کند و موقعیت خط تماس قطره با سطح را تشخیص می‌دهد. سپس محاسبات مربوط به زاویه تماس بر اساس این داده‌ها انجام می‌شود. به این ترتیب، وابستگی نتیجه آزمایش به مهارت و تشخیص فرد کاهش پیدا می‌کند و امکان تکرارپذیری بیشتر اندازه‌گیری‌ها فراهم می‌شود. یکی دیگر از قابلیت‌های شاخص این دستگاه، امکان چرخش دوربین به اطراف نمونه است. این ویژگی به ثبت تصاویر از زوایای مختلف کمک می‌کند و امکان بررسی دقیق‌تر خط تماس قطره و سطح را در اختیار پژوهشگر قرار می‌دهد. طراحی این قابلیت که در قالب یک دستگاه اتوماتیک توسعه یافته و به ثبت اختراع رسیده است، از جمله ویژگی‌هایی است که این محصول را از بسیاری از تجهیزات متداول در این حوزه متمایز می‌کند.
توسعه این محصول حاصل یک فرایند چندساله تحقیق و مهندسی است. ایده اولیه ساخت دستگاه بومی اندازه‌گیری زاویه تماس در سال ۱۳۹۳ و در محیط دانشگاه تهران مطرح شد. به گفته امیر بحرینی، عضو هیئت‌مدیره این شرکت این ایده پس از بازگشت یکی از استادان دانشگاه تهران از کانادا شکل گرفت و گروهی از نیروهای جوان دانشگاهی کار روی طراحی و ساخت آن را آغاز کردند. تیم توسعه برای تبدیل ایده اولیه به یک محصول قابل استفاده در آزمایشگاه، حدود سه سال زمان صرف کرد. نخستین نسخه تجاری دستگاه در سال ۱۳۹۶ به بازار عرضه شد و پس از آن، فرایند اصلاح طراحی و ارتقای قابلیت‌های فنی ادامه یافت. این روند در نهایت به توسعه نسل جدید دستگاه منجر شد؛ نسلی که از سال ۱۴۰۳ با افزودن ماژول هوش مصنوعی وارد مرحله توسعه شد و در سال ۱۴۰۴ به تجاری‌سازی رسمی رسید. دریافت گواهی نانومقیاس نیز یکی از مراحل مهم تکمیل این فرایند بود.
انتهای پیام
