• شماره ركورد
    28439
  • پديد آورنده

    علي انصاري

  • عنوان
    ارزيابي تجربي سطوح خود تميز شونده با پركننده‌هاي آب‌دوست و آب‌گريز
  • مقطع تحصيلي
    دكتري
  • رشته تحصيلي
    مكانيك
  • سال تحصيل
    1396
  • تاريخ دفاع
    1402/2/24
  • استاد راهنما
    دكتر نوروز محمد نوري
  • دانشكده
    مكانيك
  • چكيده
    نشستن عوامل خارجي مانند آلودگي‌هاي مواد آلي و غير آلي بر روي سازه‌هاي دست بشر منجر به اين مي‌شود كه عملكرد، بازدهي و هزينه‌هاي ناشي از تعمير و نگه‌داري اين سازه‌ها به ميزان قابل‌توجهي افزايش ‌يابد. پوست كوسه، بال‌ها‌ي پروانه، برگ گياهاني مانند لوتوس داراي ساختار ويژه‌اي مي‌باشند كه مانع از نشستن عوامل خارجي بر روي سطوح اين سازه‌ها مي‌شوند و اين ساختارها خاصيتي را در اين سطوح ايجاد مي‌كنند كه امروزه به نام پوشش‌هاي خود تميز شونده معروف مي‌باشند. اين پوشش‌ها به دودسته آب‌دوست فتوكاتاليست و آب‌گريز تقسيم‌بندي مي‌شوند. هركدام از اين سطوح مزايا و معايبي دارند كه نمي‌توان آن‌ها را در هر محيطي به كاربرد. امروزه تحقيقات بسياري درزمينه‌ي پوشش‌هاي خود تميز شونده به‌منظور بهبود عملكرد اين پوشش‌ها در حال انجام مي‌باشد. طراحي يك سطح خود تميز شونده آب‌گريز فتوكاتاليست كه هم مزاياي آب‌گريزي و هم مزاياي فتوكاتاليستي را داشته باشد، توجه زيادي را در سال‌هاي اخير به خود جلب كرده است. ازآنجاكه سطوح خودتميز شونده حاوي TiO2 به دليل آزاد شدن راديكال‌هاي آزاد محدوديت‌هايي را براي اين سطوح ايجاد مي‌كنند، استفاده از روشي براي ايجاد يك سطح سوپر آب‌گريز فتوكاتاليست بدون آسيب رساندن به خواص فتوكاتاليستي TiO2، همواره مطلوب بسياري از محققان مي‌باشد. يكي از تئوري‌ها موجود براي ايجاد چنين سطوحي، ايجاد زبري سلسله‌وار بر روي سطح مي‌باشد. در اين پژوهش با كمك روش اسپري الكترواستاتيك، يك سطح سوپر آب‌گريز فتوكاتاليست با زبري‌هاي سلسله وار ميكرو -نانو با تركيب رزين FEP و پركننده‌هاي SiO2 و TiO2 با زاويه‌ي تماس استاتيكي 153º و زاويه‌ي لغزش كمتر از 5º ساخته‌شده است كه درصد وزني بهينه‌ي هريك از اين پركننده‌ها به كمك اندازه‌گيري زاويه‌ي تماس استاتيكي سطح و آناليز روغن و UV به ترتيب 12 و 20 درصد براي SiO2 و TiO2 به‌دست‌آمده است. همچنين پايداري اين پوشش‌ها در محيط اسيدي و بازي و مقاومت به سايش بالاي نمونه‌ها حاكي از كارايي مناسب اين پوشش‌ها به‌عنوان يك پوشش سوپر آب‌گريز فتوكاتاليست مي‌باشد. ازآنجاكه شبيه‌سازي رفتار خود تميز شوندگي اين پوشش‌ها در ارزيابي عملكردشان مؤثر مي‌باشد، بخشي از اين تحقيق به بررسي عددي حركت قطره بر روي سطوح خود تميز شونده به روش حجم سيال و استفاده از شرط مرزي لغزش به‌منظور مشخص نمودن ميزان لغزش و غلتش قطره استفاده‌شده است. نتايج نشان مي‌دهد قطرات كوچك به دليل آن‌كه شعاع آن از طول مويينگي كوچك‌تر مي‌باشد، سرعت غلتش بالاتري نسبت به قطرات با اندازه بزرگ‌تر دارند. همچنين قطرات كوچك‌تر در يك طول لغزش ثابت، سرعت لغزش بالاتري نسبت به قطرات حجيم‌تر دارند. علاوه بر اين افزايش طول لغزش منجر به كاهش سرعت غلتش مي‌شود.
  • تاريخ ورود اطلاعات
    1402/03/31
  • عنوان به انگليسي
    Experimental eva‎luation of self-cleaning surfaces with hydrophobic and hydrophilic fillers
  • تاريخ بهره برداري
    5/13/2024 12:00:00 AM
  • دانشجوي وارد كننده اطلاعات

    علي انصاري

  • چكيده به لاتين
    The presence of external factors such as pollution of organic and inorganic substances on man-made structures leads to the fact that the performance, efficiency and costs of the repair and maintenance of these structures increase significantly. Shark skin, butterfly wings, leaves of plants like lotus have a special structure that prevents external factors from sitting on the surfaces of these structures, and these structures create properties in these surfaces that are known today as self-cleaning coatings. These coatings are divided into hydrophilic photocatalyst and hydrophobic. Each of these coatings has advantages and disadvantages that cannot be used in every environment. Nowadays, many researches are being done in the field of self-cleaning coatings in order to improve the performance of these coatings. Designing a photocatalyst hydrophobic self-cleaning surface that has both hydrophobic and photocatalytic benefits has attracted much attention in recent years. Since self-cleaning surfaces containing TiO2 create limitations for these surfaces due to the release of free radicals, using a method to create a photocatalyst superhydrophobic surface without damaging the photocatalytic properties of TiO2 has always been desired by many researchers. One of the existing theories to create such surfaces is creating hierarchical roughness on the surface. In this research, by using of electrostatic spray method, a photocatalyst superhydrophobic surface with micro-nano hierarchical roughness was made by combining FEP resin and SiO2 and TiO2 fillers with a static contact angle of 153 and a hysteresis angle of less than 5˚. This superhydrophobic surface containing nano silica content 12 wt% and TiO2 20 wt% exhibited excellent photocatalytic activities in the organic materials degradation. The obtained photocatalyst surfaces also revealed proper stability in acidic (pH = 5) and alkaline (pH = 11) media. Moreover, a suitable stability was observed in the fouling medium with duration 10 h while no change in the static contact angle occurred. Since simulation of the self-cleaning behavior of these coatings is effective in eva‎luation of their performance, part of this research has been used to numerically investigate the movement of droplet on self-cleaning surfaces using the volume of fluid method and the use of the slipping boundary condition to determine the amount of sliding and rolling of the droplet. The results show that small droplets have a higher rolling speed than larger droplets because their radius is smaller than the capillary length. Also, smaller droplets have a higher sliding speed than larger droplets at a fixed slipping length. In addition, increasing the slipping length leads to a decrease in its rolling speed.
  • كليدواژه هاي فارسي
    خود تميز شونده , فتوكاتاليست , اسپري الكترواستاتيك , غلتش , آب گريز
  • كليدواژه هاي لاتين
    Superhydrophobic , Photocatalytic , Self-cleaning , Electrostatic spray , Rolling
  • Author
    ali ansari
  • SuperVisor
    nowroz mohammad nouri