25133

تهيه بسترهاي هوشمند بر پايه گرافن با كنترل عوامل موثر بر ترشوندگي

كارشناسي ارشد

شيمي فيزيك

1397

11خرداد1400

دكتر بهشته سهرابي

شيمي

عوامل مختلفي بر ترشوندگي سطح گرافن اثر دارند، مانند: نقص، دوپينگ، ميدان الكتريكي، اتمسفر قابل كنترل و...مطالعه در زمينه اين عوامل كمك شاياني به بررسي ترشوندگي سطح گرافن و تغييرات خواص آن از حالت آبگريزي به آبدوستي و بالعكس براي داشتن سطح هوشمند مي¬كند. در اين پژوهش بستر هوشمند مبتني بر گرافن تهيه شد و اثر دما بر ترشوندگي هوشمند سطح آنها مورد مطالعه قرار گرفت. براي اين منظور ابتدا اكسيد گرافن به روش هامر اصلاح شده سنتز شد، سپس كامپوزيت اكسيد گرافن و پلي¬آنيلين و كيتوسان تهيه شد. آنگاه سطح آلياژ آلومينيوم 2024-T3 توسط اين كامپوزيت پوشانده شد و آبگريزي هوشمند سطح حاصل با استفاده از طيف سنجي مادون قرمز، تصاوير ميكروسكوپ الكتروني روبشي، اندازه گيري زاويه تماس قطره، تصاوير و داده¬هاي حاصل از ميكروسكوپ نيروي اتمي بررسي شد. نتايج حاصل از طيف سنجي مادون قرمز نشان داد، اين ماده به درستي سنتز گرديده و طيف مربوط به مواد و كامپوزيت حاصل مورد آناليز قرار گرفت. با استفاده از تصاوير و داده¬هاي حاصل از ميكروسكوپ الكتروني روبشي و ميكروسكوپ نيروي اتمي و دستگاه اندازه¬گيري زاويه تماس قطره، توانستيم به تغييرات رفتار سطح در مقابل دما از حالت آب¬دوستي به حالت آبگريزي پي ببريم و علت آن نيز عامل¬دار كردن اكسيد گرافن با پلي¬آنيلين و كيتوسان مي¬باشد كه تغيير شكل ريخت¬شناسي سطح اكسيد گرافن بر تغييرات انرژي سطح در اثر محرك دما تاثيرگذار بوده است، بدين صورت كه با استفاده از تصاوير و داده¬ها مشخص گرديد سطح بستر تهيه شده در دماي محيط بسيار يكنواخت، داراي زبري¬هاي اندك و نيروي چسبندگي سطح بالا بوده است و رفتار سطح بستر در اين حالت آبدوست مي¬باشد. با اعمال حرارت و افزايش دما، سطح بستر از حالت يكنواختي خارج گرديده، زبري¬هاي سطح افزايش يافته و نيروي چسبندگي سطح كاهش يافت و در اين حالت رفتار آبگريزانه سطح بستر ملاحظه گرديد.

1400/06/07

Prepare graphene-based smart substrates with an effect on wetbility

6/1/2022 12:00:00 AM

There has been a lot of research on the properties of graphene in recent years. Graphene shows unique properties in the fields of heat, mechanical, electrical, optical and magnetic. In addition to these properties, graphene wettability has also been highly considered, wich in some studies has been investigated experimentally and computationally. Because various factors affect the wettability of graphene surface, such as: defects, doping, electric field, controllable atmosphere, etc. Stady in field of these factors helps to study wettability of graphene surface and changes in its properties from hydrophobic to hydrophilic and vice versa to have a smart surface. These surfaces are very important in the fields of industry, electronic and anti corrosion coatings. In this research, graphene-based smart materials and the effct of heat on smart wettability of their surface have been studied. Graphene oxide was first synthesized by modified Hummer method, the graphene oxide composite, polyaniline and chitosan were prepared and is covered on the surface of 2024 T3 aluminum alloy. The results have been interpreted using infrared spectroscope images, droplet contact angle measurements, images and atomic force microscope data.

سطوح هوشمند , گرافن , اكسيد گرافن , مواد محرك-پاسخگو , آبدوستي-آبگريزي

smart surface , graphene , graphene oxide , stimulant-responsive , Hydrophilicity- Hydrophobicity