17994

17994

تحليل و بررسي فيزيكي نانولايه هاي آبگريز

كارشناسي ارشد

فيزيك حالت جامد

فروردين 1396

دكتر سيد ادريس فيض آبادي

دكتر عليرضا صفارزاده

فيزيك

امروزه به دليل كاربردهاي فزاينده سطوح ابر¬آبگريز در زمينه¬هاي مهم و تاثيرگذار صنعتي و پزشكي مطالعات فراواني را در دنياي گسترده¬ي علم به خود اختصاص داده است. انرژي آزاد سطح، عامل موثري در آبگريزي سطوح مي¬باشد. دو عامل مهم ريخت شناسي سطح و مواد با انرژي سطحي پايين نقش به-سزايي در ساخت سطوح با انرژي آزاد سطحي پايين دارند. در اين پژوهش براي ساخت پوشش ابر¬آبگريز BFFA، با استفاده از ماده شيميايي نانوذرات سيليكا Ludox، بر روي زير لايه مورد نظر، ساختاري زبر در مقياس نانو ايجاد كرديم. هم¬چنين با استفاده از پوشش¬دهي نمونه با سيلان FDTS كه يك نوع سيلان با انرژي سطحي پايين است، انرژي سطح را كاهش مي¬دهيم. هدف اين پژوهش ساخت و بررسي پوشش ابر¬آبگريز پايدار پايه سيليسي بر اساس روش خود مونتاژ لايه¬به¬لايه (LBL) و استفاده از روش سل-ژل به منظور كنترل اندازه نانوذرات و بررسي سطح ساختار چند لايه مي¬باشد. در اين روش به دليل استفاده از سيلان¬هاي پليمري به عنوان يك بلوك براي مونتاژ LBL، حتي در صورتي¬كه لايه¬هاي بيروني ابر¬آبگريز آسيب ببيند، فيلم به دليل آبگريزي لايه¬هاي دروني خاصيت آبگريزي خود را حفظ مي¬كند. از اين رو دوام و پايداري اين پوشش از نقاط قوت آن مي¬باشد. استفاده از سيلان¬ها باعث مي¬شود تا پوشش آبگريز داراي شفافيت باشد. اين مزيت كاربردهاي فراواني در صنعت و پزشكي مانند ساخت سلول¬هاي خورشيدي و دوربين¬هاي عكس برداري از درون بدن دارد. در اين پايان نامه زيرلايه¬هايي از جنس شيشه و غشاي متخلخل براي پوشش¬دهي انتخاب شدند و براي هر يك با روش سل-ژل در تكرارهاي مختلف نانوذرات روي سطح نشانده شدند. تاثير تعداد لايه¬ها در آبگريزي و شفافيت سطوح بررسي شدند. تاثير بازپخت نمونه¬ها و سيلان¬هاي مختلف در تبديل سطوح آبگريز به ابر¬آبگريز در آزمايشگاه مورد مطالعه قرار گرفتند. واژه‌هاي كليدي: ابر¬آبگريزي، سل-ژل، روش خود مونتاژ لايه¬به¬لايه، سيلان، بازپخت

1396/08/09

10/31/2017 12:00:00 AM

Nowadays, many studies are being carried on super-hydrophobic surfaces due to its increasing applications in industry important and influential fields. Surface energy which is an effective factor in the hydrophobicity, depends on the surface morphology and its constituent materials. This study aims to change the surface morphology using Ludox silica nanoparticles and to decrease the surface energy by using FDTS cover which is a low surface energy silane. The purpose of this study is to implement and analyze a stable super-hydrophobic cover using silicate based layer-by-layer (LbL) self-assembly method in order to control nano-sized roughness of the multilayer structures. Even in the case that the super-hydrophobic outer layers were damaged, the films maintained their super-hydrophobicity because of the hydrophobic nature of their inner layers. Therefore, they are stable enough to withstand Scratches. Moreover, the resulting films are transparent due to the used silanes which is very important in many applications such as solar cells and inside-body cameras. In this thesis, glass and membrane substrates are selected as the target of coating. Using sol-gel method, nano-particles are coated on these surfaces for different iterations and the effect of iteration on hydrophobicity and transparency is investigated. Furthermore, the effect of annealing and different silanes on turning a hydrophobic surface to a super-hydrophobic one is studied. Keywords: Hydrophobic, sol-gel, layer-by-layer (LbL) self-assembly method, silane