سمینار نساجی روش های نوین آبگریز کردن کالاهای نساجی (سوپر هیدروفوب)
چکیده
خواص مرطوب شوندگی سطوح سوپر آبگریز توجه بسیار وسیعی را جهت انجام تحقیقات به خود معطوف ساخته است. یک قطره آب بر روی چنین سطوحی به شکل یک ذره مروارید مانند کاملا کروی در می آید. مواد سوپرآبگریز به صورت قابل توجهی قابلیت استفاده گسترده در مواد مختلف را دارا هستند. از این مواد می توان در سطوح خود پاک کننده و پارچه های کاملا ناتراواتا تجهیزات جابجا کننده انرژی با هزینه کم استفاده کرد. به هرحال اصلاح رفتار دینامیکی قطره مایع و مخصوصا خصوصیات مرطوب شوندگی سطوح جزء مسائل بحث برانگیز کنونی است.
در ابتدای این مجموعه به معرفی سطوح سوپرآبگریز پرداخته شده و تکنیک های ساخت این سطوح به صورت اجمالی بررسی شده، پس از آن تعدادی از تکنیک ها تغییر سوپرآبگریزی مورد بحث قرار گرفته است، در فصل سوم روش های ساخت سطوح سوپرآبگریز به صورت مفصل ارائه شده و در نهایت به بررسی اثر لوتوس با ویژگی آبگریزی عالی پرداخته شده است.
فصل اول
معرفی سطوح سوپرآبگریز
مقدمه
سطوح غیر مرطوب شونده با زاویه تماس آب (WCA) بالا و قابلیت لغزاندن قطره به صورت آسان که سوپر آبگریز یا اولترا آبگریز خوانده می شوند، توجه فوق العاده ای را در سال های اخیر به خود جلب کرده اند. انتشارات جدیدی در این سال ها چاپ شده که راه های تازه ای برای تهیه این سطوح را به اثبات رسانده اند و از کاربرد این سطوح در driven work (به منظور ساخت سطوح خود پاک کننده نیرومند) تا مطالعات مدلسازی دقیق سطوح الگو را در برمی گیرد و به دنبال فهم رابطه بین مورفولوژی سطح و مرطوب شوندگی و غلتش قطره است. سطوح بسیاری در طبیعت دارای خاصیت آبگریزی و خود پاک کنندگی هستند. بعضی از این نمونه ها عبارتند از:
بال های پروانه و برگ گیاهانی چون Cabbage و Indian cress، بعضی گیاهان هرز مانند (Vlex eurqeaus) grose که در نیوزلند رشد می کند و بسیاری از علف های هرز متداول که دارای برگ هایی با سطوح واکسی هستند و مرطوب شوندگی آنها به وسیله علف کش ها با پایه آبی دچار مشکلات عدیده است. سوپر مرطوب کننده قوی سیل اکسان به خاطر داشتن قابلیت چشمگیر در مرطوب سازی این سطوح سخت مرطوب شونده و همچنین افزایش تاثیر علف کش، توسعه یافته اند.
بهترین نمونه شناخته شده در مورد سطوح خود پاک کننده آبگریز برگ های گیاه لوتوس (Nelumbo nucifera) است. میکروسکوپ الکترونی، برجستگی هایی حدود nm40-20 را روی برگهای لوتوس نشان می دهد که هریک جداگانه با سطحی با زبری کمتر، از کریستالوئیدهای epicuticular پوشش داده شده است. تعداد زیادی از مطالعات این موضوع تاکید کرده است که ترکیب زبری های میکرومتری و نانومتری در یک ماده با انرژی سطح پایین، منجر به ایجاد زاویه تماس ظاهری آب بیشتر از 150 درجه سانتیگراد، زاویه غلتش (Sliding angle) کم و اثرات خود پاک کنندگی می شود. سطوح با این خاصیت ها سوپر آبگریز خوانده می شوند.
با این حال بعضی نمونه های طبیعی (بال های بعضی حشرات) زبری با دو مقیاس را نشان نمی دهد و مطالعات زیادی که در آنها سطوح نانو ساختاری تهیه شده، زوایای غلتش کوچکی را یافته اند که پرسش لزوم وجود مقیاس طولی دو گانه را به ذهن می آورد.