fr.chemi3t
10-23-2012, 02:16 PM
يک تيم تحقيقات بين المللي موفق شده است با استفاده از گرافن سطح ابرآبگريز توليد کند. براي اين کار گرافن را روي سطح نيکل رشد داده و سپس روي آن را با تفلون پوشش مي‌دهند. ساختار ايجاد شده داراي ويژگي ابرآبگريزي است.
تر شدن فرآيندي است که از تماس يک سيال با سطح جسم جامد اتفاق مي‌افتد. در فيزيک، اين فرآيند به‌دليل به حداقل رساندن انرژي آزاد اتفاق مي‌افتد، در واقع يک مايع براي کاهش انرژي آزاد سيستم، سطح را تر مي‌کند. درک اين فرآيند و مکانيسم آن مي‌تواند در حوزه‌هاي مختلف نظير سطوح خودتميز شونده، ضد مه و ضد خش مورد استفاده قرار گيرد.
اولين پارامتري که براي تعيين ميزان ترشدگي ميان سطح جسم و سيال مورد استفاده قرار مي‌گيرد، زاويه ميان اين دو است. براي مثال يک قطره روي سطح آبگريز داراي زاويه بالايي است، اما سطوح ابدوست داراي زاويه بسيار کمي خواهند بود. اگر اين زاويه به 180 درجه نزديک شود، سطح ابرآبگريز مي‌شود و اگر زاويه به صفر نزديک شود سطح ابرآبدوست خواهد بود.
پژوهشگران اخيرا نشان دادند که گرافن مي‌تواند به‌عنوان پوششي موجب پديدار شدن خواص ابرآبگريزي شود اين خواص هم در حالت ايستايي و هم شرايط ديناميک قابل انجام است. نتايج اين تحقيق در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Superhydrophobic Graphene Foams در نشريه Small به چاپ رسيده است. هوي مينگ چن استاد آزمايشگاه ملي شينيانگ با همکاري نيخيا کوراتکار از موسسه پلي‌تکنيک رنسلر نشان دادند که ساختار گرافني داراي شبکه فوم مانند مي‌تواند زبري و تخلخل سطح را کنترل کند.
نيخيا کوراتکار مي‌گويد مطالعات قبلي ما نشان داده است که با متفرق کردن گرافن در يک محلول و لايه نشاني از طريق قالب‌گيري قطره‌اي يا چرخشي مي‌توان سطوحي توليد کرد که ترشدگي آنها قابل کنترل باشد. ما دريافتيم تحت شرايط خاصي اين محلول درون فيلم نفوذ نکرده و در سطح آن متجمع مي‌شود در نتيجه زبري سطح تغيير مي کند. ما تصميم گرفتيم سطح آبگريز بسيار پايداري توليد کنيم که بتواند حباب‌هاي هوا را به‌دام اندازد. از اين رو ايده استفاده از فوم گرافني مطرح شد.
براي اين کار گرافن روي يک لايه فداشونده از جنس نيکل رشد داده شد و در نهايت نيکل از سيستم خارج گرديد با اين کار گرافن يا ضخامت چند لايه باقي‌ماند. سپس روي اين لايه پوششي از جنس تفلون با ضخامت 200 نانومتر قرار داده شد. از آنجايي که گرافن روي نيکل ايجاد مي‌شود بنابراين حفره‌هاي موجود در آن تعيين کننده ابعاد حفره گرافن خواهد بود. در واقع با تغيير حفره‌هاي نيکل مي‌توان حفرات گرافن را تنظيم نمود. اين ساختار به‌راحتي حباب‌هاي هوا را به‌دام انداخته و ايجاد خاصيت ابرآبگريزي مي‌کند.
منبع:nano.ir
تر شدن فرآيندي است که از تماس يک سيال با سطح جسم جامد اتفاق مي‌افتد. در فيزيک، اين فرآيند به‌دليل به حداقل رساندن انرژي آزاد اتفاق مي‌افتد، در واقع يک مايع براي کاهش انرژي آزاد سيستم، سطح را تر مي‌کند. درک اين فرآيند و مکانيسم آن مي‌تواند در حوزه‌هاي مختلف نظير سطوح خودتميز شونده، ضد مه و ضد خش مورد استفاده قرار گيرد.
اولين پارامتري که براي تعيين ميزان ترشدگي ميان سطح جسم و سيال مورد استفاده قرار مي‌گيرد، زاويه ميان اين دو است. براي مثال يک قطره روي سطح آبگريز داراي زاويه بالايي است، اما سطوح ابدوست داراي زاويه بسيار کمي خواهند بود. اگر اين زاويه به 180 درجه نزديک شود، سطح ابرآبگريز مي‌شود و اگر زاويه به صفر نزديک شود سطح ابرآبدوست خواهد بود.
پژوهشگران اخيرا نشان دادند که گرافن مي‌تواند به‌عنوان پوششي موجب پديدار شدن خواص ابرآبگريزي شود اين خواص هم در حالت ايستايي و هم شرايط ديناميک قابل انجام است. نتايج اين تحقيق در قالب مقاله‌اي تحت عنوان Superhydrophobic Graphene Foams در نشريه Small به چاپ رسيده است. هوي مينگ چن استاد آزمايشگاه ملي شينيانگ با همکاري نيخيا کوراتکار از موسسه پلي‌تکنيک رنسلر نشان دادند که ساختار گرافني داراي شبکه فوم مانند مي‌تواند زبري و تخلخل سطح را کنترل کند.
نيخيا کوراتکار مي‌گويد مطالعات قبلي ما نشان داده است که با متفرق کردن گرافن در يک محلول و لايه نشاني از طريق قالب‌گيري قطره‌اي يا چرخشي مي‌توان سطوحي توليد کرد که ترشدگي آنها قابل کنترل باشد. ما دريافتيم تحت شرايط خاصي اين محلول درون فيلم نفوذ نکرده و در سطح آن متجمع مي‌شود در نتيجه زبري سطح تغيير مي کند. ما تصميم گرفتيم سطح آبگريز بسيار پايداري توليد کنيم که بتواند حباب‌هاي هوا را به‌دام اندازد. از اين رو ايده استفاده از فوم گرافني مطرح شد.
براي اين کار گرافن روي يک لايه فداشونده از جنس نيکل رشد داده شد و در نهايت نيکل از سيستم خارج گرديد با اين کار گرافن يا ضخامت چند لايه باقي‌ماند. سپس روي اين لايه پوششي از جنس تفلون با ضخامت 200 نانومتر قرار داده شد. از آنجايي که گرافن روي نيکل ايجاد مي‌شود بنابراين حفره‌هاي موجود در آن تعيين کننده ابعاد حفره گرافن خواهد بود. در واقع با تغيير حفره‌هاي نيکل مي‌توان حفرات گرافن را تنظيم نمود. اين ساختار به‌راحتي حباب‌هاي هوا را به‌دام انداخته و ايجاد خاصيت ابرآبگريزي مي‌کند.
منبع:nano.ir