بخشی از مقاله
چکیده
اگرچه پوشش فوق آبگریز کانون توجه برای بسیاری از کاربردهای عملی است و برخی محصولات تجاری مانند تابههای ضد چسبندگی - نچسب - ، پوشاک فوق آبگریز و پوششهای خود-تمیزشونده ارائه شدهاند، کماکان سوالات بسیاری باید پاسخ داده شوند. در تحقیق پیش رو پس از رسیدن به ابرآبگریزی پلیمر آبدوست -Lلاکتاید گیکولاید و جز سوم تری متیلن کربنات با استفاده از mg20 نانو وml2 ضدحلال متانول, غلظت نانو ذرات را افزایش و به mg70 رسانده شدکه سطح آبدوست بدست آمد از این رو با استفاده از تست XPS دو نمونه بهینه و آبدوست مقایسه گردید.
-1 مقدمه
Zhang et al در مقالهای که در سال 2010 در مجلهی Journal of Colloid and Interface Science به چاپ رساندهاند، روشی ارائه نمودند که بوسیلهی آن میتوان پلیمرهای آبدوست را فوق آبگریز نمود. صفحهی نایلونی توسط لایهای از اسید فرمیک پوشش داده شده و تحت شرایط محیطی نگه داشته شد تا به مدت یک دقیقه تورم کند. پس از آن، صفحه به درون حمام اتانول فرو برده شد که در آن سطح به تدریج سفید شد. پس از یک دقیقه صفحه از حمام برداشته شده و تحت خلاء به مدت 12 ساعت خشک گردید.
فرایندهای تورم - انعقاد تحت دماهای مختلفی از 15تا 35 درجه صورت گرفت. سطوح آبگریز به وسیلهی قرار دادن صفحات نایلونی در یک پتریدیش حاوی واکس پارافین در اتیل اتر تولید شدند. پس از تبخیر حلال اتیل اتر، لایهای از واکس روی سطح نایلون تشکیل شد. اسید فرمیک حلال خوبی برای نایلون 6و6 است؛ بنابراین هنگامی که اسید فرمیک روی بستر نایلنی ریخته شد، پلیمر متورم شده و بالای صفحه نرم گردید. نایلون اصلاح نشده دارای سطحی بدون برجستگی است. پس از تورم با فرمیک اسید، زنجیرهای پلیمر بازآرایی شدند.
در نتیجه، سطح یک ظاهر تپه مانند را تشکیل داده که دانههای بلوری چند گوشهای ناقصی را نشان میدهد. هنگامی که نایلون متورم شده در اتانول فرو برده شد - ضد حلال نایلون - ، زنجیرهای پلیمری رسوب کردند و میکرو ساختارهایی روی سطح تشکیل شدند. از تصویر c14-2 میبینیم که سطح پلاستیک اصلاح شده با میکروذرات به اندازهی چند صد نانومتر تا چندین میکرومتر پوشش داده شده است و بسیاری از ذرات به هم پیوسته و یک شبکه را تشکیل دادهاند. ذرات روی سطح با چروکهای کوچکی در اندازه ی نانو تزیین شدهاند. نانو چروکها و ذرات میکروسایز یک ساختار دوتایی میکرو/نانو مشابه برگ لوتوس تشکیل دادند. سازوکار ساختار سازی را میتوان به جدایش فازی مرتبط نمود. چون نایلون 6و6 نیمه بلوری است، تبلور نیز موثر است.
تاچند سال آینده محصولات تجاری بیشتری از نانو فناوری وارد بازار خواهند شد . هر چند از هم اکنون نیز ورود این محصولات به با زار های جهانی اغاز شده است . در صورت به کار گیری نانو علم ، می توان در زمینه پزشکی و داروسازی به نتایج کاربردی مناسبی دست یافت و بر کار ایی آن افزود . علاوه بر این تسهیل مصرف بهینه دارو ها و فرمولاسیون انها ، روش های جدید رسانش دارو ها به بدن و افزایش قابلیت مطالعات پایه ای یاخته شناسی و اسیب شناسی ، اندام های مصنو عی با دوام تر و مقاوم تر در برابر پس زدن ، تقویت کنند های بینایی و شنوایی و سیستم های حسگر تشخیص زودرس بیماری ها از موارد کاربرد نانو فناوری در حوزه پزشکی به شمار می ایند.
کاهش کشش سیالی سطح فوق آبگریزعمدتاً به دلیل دفع آب سطح است که به شدت برهمکنش روی سطح مشترک جامد/مایع را کاهش داده و یک لایهی نازک از هوا را تولید نموده تا یک شرط مرزی جدید هوا/آب برقرار کند. Watanabe و همکارانش جزء اولین گروههایی بودند که پدیدهی کاهش کشش سیال لامینار پوششهای فوق آبگریز را برای سیالات نیوتنی گزارش دادند
Ou و همکارانش [3] پیشنهاد نمودند که یک سطح فوق آبگریز منجر به کاهش افت فشار بیشتر از %40 و طولهای لغزش ظاهری بیشتر از nm20 میشود. علاوه بر این، بصورت تئوری پیشبینی شده است که یک پوشش فوق آبگریز نه تنها کشش سیالی یک جریان لامینار را کاهش دهد، بلکه قادر است در کاهش کشش در جریان توربولنت نیز موثر باشد. کاربردهای سطوح فوق آبگریز جالب هستند زیرا خواص خود تمیزشوندگی و ضد چسبندگی سطوح خواصی برجسته بشمار میروند. در ادامه به برخی از کاربردهای مهم این سطوح میپردازیم. این پوششها را میتوان در پنجرههای ساختمانی یا خودرو، عینکها، پنجرههای نوری برای تجهیزات الکترونیکی و... بکار برد. هرچند، جهت یکپارچه سازی فوق آبگریزی و شفافیت در یک سطح، ابعاد زبری باید کمتر از طول موج نور مرئی باشد
- nm760-380 - طبق این معیار، چندین روش تولید این پوششها ارائه شده است. جهت جلوگیری از ساییدگی و آلودگی، Nakajma و همکارانش فیلم های نازک فوق آبگریز سختی را از طریق یک روش جدایی فازی تولید نمودند. فیلم بدست آمده با استفاده از ترکیب درصد مناسب دارای عبور دهی بالا دربازیه طول موج مرئی بوده و سختی آن تقریباً همان مقدار پوشش-های سخت بر پایهی سیلیکا میباشد .
علاوه بر این، همین نویسندگان از فتوکاتالیست TiO2 در پوششهای شفاف فوق آبگریز استفاده کردند که خواص خود تمیزشوندگی از طریق تجزیهی نوری آلایندههای آلی تحت تابش خورشید ارائه میدهند .[6] با افزودن تنها TiO2 %2 به پوششهای فوق آبگریز، نرخ تجزیهی نوری لایهی بیرونی آبگریز سیلانی فلوئوردار شده بسیار کم بود که بدلیل پایداری بالا پیوندهای C-F میباشد، در حالی که لکها نسبتاً سریعتر دچار تخریب نوری شدند. در مقایسه با پوششهای معدنی، بررسی پوششهای فوق آبگریز شفاف آلی هنوز در مرحلهی اولیه قرار دارد. ساختارهای پوششی آلی منعطف بوده، به آسانی تولید میشوند و در مقام مقایسه شکننده نیستند. تاکنون گزارشهای کمی در مورد تولید پوششهای فوق آبگریز شفاف آلی ارائه شده است. در میان آنها، اصلاح پلاسمای دوگانه O2-CF4 روی پلی اتیلن به چشم میخورد. خواص ضد انعکاسی پوششهای فوق آبگریز میتواند شفافیت آنها را افزایش دهد. Xu و همکارانش تولید پوششهای فوق آبگریز و ضدانعکاسی را بر پایهی روشهای سُل-ژل نانو ذرهی سیلیکا گزارش دادند.
مواد مورد استفاده
در این مطالعه از پلیمر سنتزی -L لاکتاید گلیکولاید تری متیلن کربنات, نانو سیلیکا اصلاح شده - Aerosil - R8200 و همچنین کلروفرم و متانول ساخت شرکت مرک استفاده شد
اسپکتروسکوپی فتوالکترونی اشعه ایکس - - XPS
جهت تعیین ترکیب شیمیایی روی لایه نهایی سطح از آزمون XPS استفاده گردید. نوع دستگاه مورد استفاده Kratos Analytical بوده که ساخت کشور انگلستان است. منبع اشعه ایکس از نوع منوکروماتیک . $O بوده و توان 300 وات در ولتاژ 15 کیلوولت را اعمال می کند. لازم به ذکر است که عمق مورد شناسایی از سطح حداکثر 10 نانومتر است که دقت فوق العاده بالای این تست را نشان می دهد. بدین ترتیب می توان ترکیب شیمیایی بالاترین لایه سطحی را شناسایی نمودسیستم XPS متشکل از یک پرتو - X با تارگت Al با انرژی 1486.6eV و Mg با انرژی - 1253.6eV است که با تابش به سطح نمونه باعث تحریک و پرتاب الکترون ها میگردد.
