Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

HİDROFOBİK YÜZEYLER

No description
by

Melek Doğançay

on 11 May 2014

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of HİDROFOBİK YÜZEYLER

Silika
Nanokürecikleri İle Süperhidrofobik Kaplamalar
Silikanın tercih edilmesinin en önemli sebepleri:
düşük enerjili,
ucuz bir malzeme olması ve
kolayca silika nanoküreciklerinin elde edilerek yüzey pürüzlülüğünün sağlanmasıdır.
YÜZEY MODİFİKASYONU
AMAÇ
Hidrofobik ve hidrofilik yüzeylerin araştırılması ,yüzeylerin oluşturulma yöntemleri ve kaplama yntemleriyle nanoteknolejik yüzeylerin kullanılması

İÇİNDEKİLER
AMAÇ
GİRİŞ
SÜPERHİDROFOBİK VE SÜPERHİDROFİLİK YÜZEYLER
SİLİKA NANOKÜRECİKLERİ İLE SÜPERHİDROFOBİK KAPLAMALAR
ZnO NANOÇUBUKLARI İLE SÜPERHİDROFOBİK KAPLAMALAR
HİDROFOBİK YÜZEY OLUŞTURMA
NANOTEKNOLEJİK YÜZEYLER
PEM KAPLAMA TEKNİĞİ
NANOYÜZEY KAPLAMALAR
KARAKTERİZASYON
HİDROFOBİK YÜZEY ALANNINDA YAPILAN ÇALIŞMAR
KAYNAKLAR

HİDROFOBİK VE HİDROFİLİK YÜZEYLER

GİRİŞ
Yüzey modifikasyonu ile yüzey düşük enerjili bir malzeme ile kaplanır.

Yüzeyde elde edilmiş pürüzler kaybedilmeksizin, yüzeyi kaplamak önemlidir.

DUMLUPNAR ÜNİVERSİTESİ
FEN EDEBİYAT FAKÜLTESİ
KİMYA BÖLÜMÜ

MELEK DOĞANÇAY

DANIŞMAN :
YRD.DOÇ.DR. BÜLENT ZEYBEK

Su damlası bir yüzeyde küresel bir şekilde durma eğilimi gösteriyorsa, bu yüzey hidrofobik yüzey olarak adlandırılmaktadır. Temas açısı ile ölçülür.

ZnO
Nanoçubukları İle Süperhidrofobik Kaplamalar
ZnO yüzeyde nanoçubuklar şeklinde sentezlenerek pürüzlülük sağlanabilir.
Hidrotermal sentezin tercih edilmesinin sebepleri ise
Düşük çalışma sıcaklığı,
Ucuz ve basit bir metot olmasıdır.
Yöntem:
ZnO nanokristallerinin oluşturulması
ZnO nanoçubuklarının hidrotermal büyümesini içerir.
HİDROFOBİK YÜZEYLEREDE YAPILAN ÇALIŞMALAR
Cam yüzeylerde kullanılacak hidrofobik/oleofobik esaslı fonksiyonel yüzey kaplama materyallerinin hazırlanması ve geliştirilmesi
SİLİKA NANOKÜRECİKLERİNİN SENTEZLENMESİ

Etanol içerisinde NH4OH çözülerek, manyetik karıştırıcıda karıştırılmıştır.

Daha sonra çözelti üzerine sürekli karıştırma altında TEOS damla damla eklenip karıştırmaya devam edilmiştir.

Elde edilen sol içerisine yıkanmış pamuk kumaş batırılarak bekletilmiştir. Kumaş, 1200C’de bekletilmiştir.

Daha sonra kumaş yüzey modifikasyonu yapmak amacıyla DTMS (n-dodesil trimetoksisilan) içine batırılıp kurutulduktan sonra karakterizasyon işlemi gerçekleştirilmiştir.
Çinko asetat dehidrat etanol içerisinde çözülüp üzerine sodyum hidroksit eklenmiştir. Kumaş bu karışıma daldırılıp çıkarılmıştır.
Malzeme kurutulduktan sonra çinko nitrat hekzahidrat ve hekzemetilentetramin çözeltisi hazırlanarak karıştırılmış ve kumaş bu karışıma daldırılıp etüvde bekletilmiştir.
Kumaş deiyonize su ile yıkanıp kurutulduktan sonra DTMS içine batırılmış, tekrar yıkanıp kurutulmuş ve karakterizasyon işlemleri gerçekleştirilmiştir.

ZnO NANOÇUBUKLARININ SENTEZLENMESİ
NANOTEKNOLEJİK YÜZEYLER
Nanoteknoloji ismi çoğu kimseye fizik bilimini hatırlatmaktadır. Ancak, birçok konuda olduğu gibi bu konuda kimyacıların elindedir. Malzemelerin sürtünme, yapışma, suyu sevme yada sevmeme, biyolojik etkileşim ve benzeri “yüzey özellikleri” tamamen nanometre boyutlarlındaki en üst katmanların kimyasal kompozisyonu ve morfolojisi tarafından belirlenir. Dolayısıyla bu yüzey özelliklerinin kontrolü ve akıllı bir şekilde kullanımı da tabii ki nanoteknolojiden geçmektedir.
Dogadaki örneklere bakıldıgında birçok tepkime ve malzemenin üretimi oda sıcaklıgında, normal şartlar altında ve sulu ortamlarda gerçekleşmektedir. “Lotus Yapragı” veya “Köpek balıgı Derisi” örneklerinde olduğu gibi dogadaki canlılar yüzey özelliklerini mütevazı koflularda kolayca ve hızlıca kontrol edilebilmektedir.

Bir yüzeyin kendini temizleme özelligine sahip olmas› için
sadece süperhidrofobik olmas› yeterli degil; bunun yan› s›ra su damlasının yuvarlanması için yüzeye verilen açınında 5 dereceden az olması gerekmekte. Eger bir yüzey nilüfer yapragında oldugu gibi hem süperhidrofobik hem de 5 dereceden daha küçük kayma açısına sahipse, yüzeydeki kirler su damlacıklarının yüzeyine yapısır ve onunla birlikte yuvarlanarak yüzeyi terk ederler.

KENDİ KENDİNİ TEMİZLEYEN NANOYÜZEYLER

Nano kaplamalar tekstil, cam, seramik, metal, boyalı ve mineral yüzeylere uygulanabilen nano boyutta kaplamalardır. Kaplama türüne göre yüzeylere antibakteriyelik, anti küf, anti mantar, asidik koruma, su ve leke iticilik, yüzeye geç yapışma gibi özellikler kazandırır. Nano kaplama tabiri, kaplama kalınlığının bir kaç molekül yani 50-100 nanometre kadar olmasından gelmektedir
NANO YÜZEY KAPLAMALAR
Nano kaplama uygulanmış yüzey, uv ışınlarına karşı koruma sağlar. UV koruması sağlayan nano kaplama solüsyonlarının üretim yöntemleri farklıdır. Yüzeyi kaplayan nano koruma, yüzeyin güneşin zararlı uv ışınlarından kaynaklı solma, yanma gibi etkilerine karşı korunmasını sağlar.
Nano koruma, metalik ve boyalı yüzeylerde başta kuş pisliği, reçine gibi asidik zarar vericiler yanında tekstil, ahşap, ve mineral yüzeylerde çamur, şarap, meyve suyu gibi kirleticilere karşı da su itici özelikte koruma sağlar.
NANO KORUMA
Aerojeller genel olarak yarı şeffaf, beyaz ve köpük gibi görünen malzemelerdir. Yapıları 3 boyutlu bir ağa benzer; 3-4 nanometre çapındaki küresel taneciklerin birbirine tutunmasından oluşmuş 30-40 nanometre çapındaki deliklerden oluşurlar.Aerojeller, hem süperhidrofobik hem de süperhidrofilik olarak sentezlenebilirler.
Aerojeller
KAYNAKLAR
TEŞEKKÜRLER...
Süper hidrofobik ve süper hidrofilik yüzeyler
Suyu çok seven yüzeyler süperhidrofilik olarak sınıflandırılırlar.
Bu tip yüzeyler genellikle yüklüdür ve yapılarındaki polar grup sayesinde su moleküllerini çekerler.
Suyu sevmeyen yüzeyler de hidrofobik yüzeyler olarak sınıflandırılmaktadırlar.
Suyun yüzeye temas açısının büyüklügü yüzeyin hidrofobik veya hidrofilik olmasının bir ölçütüdür.
Bu baglamda, degme açısı arttıkça yüzeyin suyu sevmeme özelligide artmakta ve superhidrofobik bir yüzey olma yönünde yol alınmaktadır.
süperhidrofobik ve süperhidrofilik cam yüzeyler
AMAÇ
Hidrofobik ve hidrofilik yüzeylerin araştırılması ve yüzeylerin oluşturulması.
Kaplama yöntemleriyle nanoteknolejik yüzeylerin olusturulması ve kullanım alanları..
Silika (SiO2) nanoparçacıkları, PAH polikatyonu ve poly(akrilik asit) PAA polianyonunu tabaka-tabaka kaplayarak elde ettikleri yüzeyleri daha sonra yarı florlanmış silan ile kaplayarak bu defa da superhidrofobik bir yüzey elde edilebildigi göstermiştir.
Hidrofobik yüzey oluşturma
PEM KAPLAMA YÖNTEMi
Çok katmanlı polielektrolit kaplamalar, artı ve eksi yüklü polimer veya nanoparçacıkların sırası ile, kat kat yüzeylere elektrostatik kuvvetler aracılığıyla yapıştırılmalarıyla oluşur.

Bilim adamları, metal yüzeylere lazerle işleyerek su tutmaz özellik kazandırmayı başardı. KOÜ Rektör Yardımcısı Prof. Dr. Arif Demir, yaptığı açıklamada, metal yüzeye hidrofobik özellik kazandırılabildiğini,araştırma merkezinde Tıp Fakültesi Kardiyoloji Bölümü için kalp pillerinin femtosaniye lazerle işlenmesi ve stent yapımı sırasında tesadüfen keşfettiklerini bildirdi.“Lazerle çok özel parametrelerde işleyerek süper hidrofobik özellik kazandırdığımız metalin üzerinde su damlaları durmayıp akıyor. Diğer yüzeylerde ise durum tam tersi, damlalar yüzey üzerinde yayılıyor, bu da paslanmayı ve sürtünmeyi artırıyor, dolayısıyla malzemelerin ömrü kısalıyor. Ayrıca, metallere lazerle işleyerek hidrofobik özellik kazandırılması kaplamaya göre çok daha pratik bir yöntem.”
Paslanma alanında yapılan çalışmalar:
Bu proje çalışmasında su ve yağ itici (hidrofobik/oleofobik), kolay temizlenebilme, yüksek çizilme direnci ve leke tutmayan özelliklere sahip kaplama materyallerinin hazırlanması ve cam yüzeylere kaplanması hedeflenmiştir. Kaplanmış cam yüzeylerin bu özelliklerine, yüzeyin kimyasal bileşiminin değiştirilmesi ile elde edilecek nano ve mikro yüzey pürüzlülüğünün etkileri incelenecektir
NANO-HYBRID KAPLAMANIN KİMYASAL VE MEKANİK HAMURLU KAĞITLARDA, YÜZEY ÖZELLİKLERİNE VE SU GEÇİRMEZLİĞE ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Nano-hibrit kaplama fluocarbon reçine ve çok dallı dendrimer hydrocarbon matrisinin karışımından oluşmuş ve bu nano-hibrit kaplama maddesi, kimyasal yani başka bir deyişle ağaç içermeyen (woodfree) ve mekanik odun hamurlu, farklı gramajdaki kağıtlar üzerine uygulanmıştır. Bu çalışmada, kaplama maddesi olarak çeşitli kağıtlar üzerine %100 yoğunluklu nano-hibrit malzeme uygulanmıştır.
GELECEGE YÖNELiK BEKLENTiLER
Yakın bir gelecekte akıllı yüzeyler hemen her yerde karşımıza çıkacak.Yer kürenin dörtte üçünün suyla kaplı olmasının yanı sıra suyun insanlar için hayati bir öneme sahip olması da onu hayatımızın her safhasına sokuyor. ileride giysiler, camlar, betonlar, boyalar, elektronik aletler, iç ve dış cephe kaplamaları, dış etkenlere maruz kalacak ve temiz kalmasını istedigimiz her şey süperhidrofobik ve süperhidrofilik parçacıklar içerecek ya da tamamen bunlarla
kaplanmış olacak. Bunun yanı sıra tıbbi ve kimyasal alanda da çeşitli
uygulama alanlarına sahip olmaları beklenmekte. ilaçlar bu yüzeylere enjekte edilip hastalıklı bölgeye istenilen miktarlarda ve şimdikinden daha etkili bir şekilde verilebilir.
• R. Parker ve C. R. Lawrence, Water Capture by a Desert Beetle, Nature, 1 Kas›m 2001.

• R. Blossey, Self-Cleaning Surfaces-Virtual Realities, Nature Materials, May›s 2003.

• Otten ve S. Herminghaus, How Plants Keep Dry: A Physicist’s Point of View, Langmuir, 16 Mart 2004.

• L. Zhai ve meslekdafllar›, Patterned Superhydrophobic Surfaces: Toward a Synthetic Mimic of the Namib Desert Beetle, Nano Letters, 2 May›s 2006.

• D. Lee, M. F. Rubner, R. E: Cohen, All-Nanoparticle Thin-Film Coatings. Nano Letters,

• Ulusal Nanoteknoloji Araştırrma Merkezi
(ileteşim: mb@nano.bilkent.edu.tr)

KAYNAKLAR
• W. Adamson, “Physical Chemistry of Surfaces”, Wiley, New York, (1990).

• H.Y. Erbil, L.A. Demirel, Y. Avc›, O. Mert, Science 299, 1377 (2003).

• G. Decher, Science 277, 1232 (1997).

• G. Decher, J.B. Schlenoff, Multilayer Thin Films, Wiley-VCH, Weinheim (2003).

• F.C. Cebeci, Z. Wu, L. Zhai, R.E. Cohen, M.F. Rubner, Langmuir 22, 2856 (2006).

• L. Zhai, F.C. Cebeci, R.E. Cohen, M.F. Rubner, Nano Letters 4, 1349 (2004).

• [X. Hong ve arkadafllar›, Chem. Mat. 16, 4022 (2004).

• B. Shapira, H. Moon, R. Garrell, C-J. Kim, J. Appl. Phys. 93, 5794 (2003).

• J. Lahann, S. Mitragotri, T.N. Tran, H. Kaido, J. Sunaram, I.S. Choi, S. Hoffer, G.A. Somorjai, R, Langer, Science 299, 371 (2003).

• Bilim ve Teknik Dergisi aralık 2006 sayısı
• Bilim ve Teknik Dergisi nisan 2007 sayısı

• M. Yavuz Yüce, Koç Üniversitesi ağustos 2006

• İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Yıl: 10 Sayı: 20 Güz 201 s.153-167
Full transcript