Name: Superhydrophobic Metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-15T13:30:00.000+00:00
Duration: 11 min 20 s
Description: Keşfedin süperhidrofobik metal yüzey üretim yöntemlerini anti-buzlanma uygulamaları için. Bu teknikler alüminyum örneklerinde asit işleme ve silanizasyon kullanarak dayanıklı kaplamalar oluşturur.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu araştırma projeleri tarafından desteklenmiştir: MAT2014-60615-R ve MAT2017-82182-R tarafından finanse edilen devlet araştırma ajansı (SRA) ve Avrupa Bölgesel Kalkınma Fonu (ERDF).

Not: Protokol Şekil 2' de gösterilen düzeni izler.
1. numune hazırlama
<ol><li>
Kesme ve temizlik
	<ol>
<li>Metal bükme kullanarak, 250 x 250 mm alüminyum 0.5 mm yaprak x 25 mm x 45 mm x 0.5 mm adet kesilmiş. Not: Metal kesme kullanırken özel bakım alınması gerekir ve özel eğitim gerekli olabilir.</li>
		<li>Örnek bir tarafı kapsayan koruyucu film kaldırmak ve yaklaşık 50 mL çözüm temizlik kullanarak bu yan yıkayın. Örnekleri eldivenli ellerle nazikçe yıkayın. Aşındırıcı scourers kullanmaktan kaçının.</li>
		<li>Örnekleri bol distile su akışı içinde yıkayın. Daha sonra her örnek 30 ml % 96 etanol bırakın, o 300 s ve tekrar Ultrasaf Su 300 için 30 ml solüsyon içeren temizleyicide s.</li>
		<li>Örnekleri sudan çıkarın ve kuru onları oda sıcaklığında 1 h için.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Asit dağlama
	<ol>
<li>Gravür tepki için 4 M çözeltilerine HCl Ultrasaf Su13hazırlayın. Bu çözümün 480 için 80 mL her örnekte bırakın s. Tepki yaklaşık 360 sonra daha güçlü hale gelir yerel oksit yüzey katman kaldırıldığında s. Dikkat: güvenliğiniz için bu tepki olarak bir başlık kuralları. Eldiven, önlük ve koruyucu gözlük giymek.</li>
		<li>Asit solüsyonu içeren kabı yanındaki aniden reaksiyonu durdurmak için Ultrasaf Su ile başka bir ölçek kabı hazırlayın. Politetrafloroetilen cımbız kullanma örnek asit çözümden kaldırmak ve suya batırmayın. Bol Ultrasaf Su örnekte durulayın.</li>
		<li>Örnekleri tamamen süzülmüş ve sıkıştırılmış hava ile esen kuru. Gravür reaksiyon sonra örnek superhydrophilic ve kurutma zor bir görev olabilir unutmayın. Su üfleme tarafından makroskopik kaldırıldıktan sonra 600 için 120 ° c fırında su izlerinin giderilmesi s. Not: Bu kurutma işleminde özellikle örnekleri daha sonra silanized olmak için gerekli.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Hydrophobization
	<ol>
<li>
FAS-17 silanization tarafından Hydrophobization
		<ol>
<li>Buharı fazlı silanization önce hava-plazma 600 örnekleriyle tedavi bir plazma temizleyici 100 W. işletim ile s Bu işlem yüzey fonksiyonel grupların etkinleştirir (-OH grupları) silane moleküller için bağlayıcı olarak hareket.</li>
			<li>Daha sonra bir cam Petri biraz biraz yüzey eğilmek için bir pipet ucu yardımıyla hareket ettirildiğinde içinde örnekleri tanıtmak. Mevduat iki 50 µL damla 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyl-triethoxysilane (FAS-17) Petri kabına örnek13yanında tarih.</li>
			<li>Petri kabına kısmen kapak ve bir gecede bir hava tahliye desiccator yerleştirin. Son olarak, desiccator hava basarım. Kullanıma hazır örnekleri, kaldırın.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Hydrophobization floropolimer tarafından (Politetrafloroetilen) ifade
		<ol>
<li>Yaklaşık 10 cm baskı örnekleri16 amorf floropolimer 1/20 (v/v)16oranında bir florokarbon çözücü bir çözüm ile sprey. Çözüm ile dolu bir parfüm difüzör bu amaç için kullanılabilir. Oda sıcaklığında 600 s. tekrarlamak için aynı süreç pürüzsüz hidrofobik alüminyum yüzey yapmak için bir temiz kazınmış yüzey üzerinde kurumaya bırakın (Rbir 0.25±0.03 = µm).</li>
			<li>İkinci bir kat uygulayın ve 600 110 ° C fırında örnekleri tanıtmak s Floropolimer kaplama polietilenin ve solvent toplam kaldırılmasını sağlamak için. Bu işlem dayanıklılık, üretici tarafından belirtildiği şekilde artırır.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Hydrophobization tarafından ceria-Stearik asit birikimi
		<ol>
<li>Temiz aseton/etanol/su, kazınmış örneklerinde solüsyon içeren temizleyicide onları için 300 s su ve basınçlı hava akışı içinde kuru onları.</li>
			<li>Örnekleri31 50 mL Seryum trichloride heptahydrate (CeCl3·7H2O) 2 g ve 3 mL %30 hidrojen peroksit (H2O2) içeren sulu çözeltisi içinde bırakın. Çözüm 1 h 40 ° C fırında dalmış örnek kuluçkaya.</li>
			<li>Çözümden kaldırmak, distile suyla durulayın ve 600 100 ° C fırında kuru s.</li>
			<li>Stearik asit, 900 için 30 mM etanol çözeltisi örnekte bırakın s, etanol durulayın ve 600 100 ° C fırında kuru s. Not: Kuru ve oda sıcaklığında soğuduktan sonra örnekleri kullanmaya hazır olursunuz. Ceria-Stearik kaplama asit ile üretilen SH yüzeyler bundan böyle Ce-SA kaplı yüzey adlandırılır.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. örnek karakterizasyonu
<ol><li>
Islatma Analizi
	<ol>
<li>
Zıplayan damla deneyler
		<ol>
<li>Damla deneyler13zıplayan tarafından üretilen örnek su iticilik derecesini değerlendirmek. Kimin iğne bulunur (10,1 ± 0.2) bir sabit şırıngadan yayımlanan bir damla tarafından verilen sıçrama sayısını ölçmek mm yüzey yukarıda. Damla genellikle 4 µL birimdir.</li>
			<li>Sıra yüksek hızlı bir fotoğraf makinesi ile yakalamak. Yüksek hızlı video edinme yazılımla satın alma oranı saniyede 4200 resimlere ve pozlama süresi için 235 µs gidermek.</li>
			<li>Video kaydedildi kere, belgili tanımlık damla (daha fazla sıçrama gözlenir) örnek ile tam temas zaten kadar damla ne zaman serbest andan itibaren istediğiniz sırayı seçin. Video dosyasını kaydedin.</li>
			<li>Her görüntü için yazılım32kullanarak açılan profil algılamak. Daha sonra çıplak gözle sıçrama sayısı video sıra oynarken ölçmek. Öyle kolayca tespit değil diye, maxima statik damla (fazla 15-%20) Merkezi kütlenin konumu üzerinde saymak.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Plaka deneyler devirme
		<ol>
<li>Bu sınama yalnızca her belirli aşınma test tarafından neden olduğu hasar ölçmek için kullanın. Su damlaları bir laboratuarı tasarlanmış devirme aparatı34kullanarak plaka deneyler (TPE)33 devirme ile kesme yapışma analiz.</li>
			<li>Yan görünümü resim alma inclinable bir platforma sabit örnek olarak yatırılır sesil bir damla kullanın. (At 16 fps sürekli Alım hızı) resim alma sırasında sabit açısal hız (5 ° / s) ile platform eğim. Bu nedenle, bir damla her 0.31 ° çekim. Not: belirli eğim açısı belgili tanımlık damla (slaytlar/rulo-off) yüzeyinde hareket eder ve bu durum ilerleyen ve basık kişi açılar belirlemek için hizmet edebilir (ACA ve RCA, sırasıyla) aynı anda. Temas küresel bir deplasman üretir en az devirme açı (yokuş yukarı ve yokuş aşağı temas hattı noktaları aynı anda hareket), sürgülü açı (SA) adlandırılır. SA TPE rapor burada değerdir.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Pürüzlülük ölçümleri
	<ol>
<li>Beyaz ışık confocal mikroskop kullanarak örnekleri mikro pürüzlülüğü analiz. 0,252 x 0,187 mm tek topografya başına bir tarama alanını ayarlar.</li>
		<li>Örnek başına en az 4 tek Topografyaları al. 50 X büyütme amacı kullanın, yakalama 200 dikey uçak dikey adımlarla, 0.2 µm. Ra faktörü (aritmetik pürüzlülük genlik) belirleyin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. dayanıklılık testleri
Not: ayrı ayrı her bir aşınma aracı tarafından indüklenen zarar değerlendirmek. Örnek başına birden fazla aşınma test yapmak değil.
<ol><li>
Yanal aşınma testleri Not: (Bkz. Şekil 3a) yanal aşınma testler aracılığıyla ticari bir doğrusal aşındırıcı uygulanmaktadır. Bu test standart aşındırıcı bahşiş bir yüzeye karşı teğet deplasman tarafından indüklenen aşınma değerlendirmek amaçlanmaktadır. Bu cihaz çok çeşitli aşındırıcılar, çok çeşitli uygulama baskılar, yanal hız ve aşındırıcı döngüsü35toplam sayısını ayarlama kullanımına izin verir.<ol>
<li>Standart prezervatif kullanmak aşındırıcı CS-10, üretici tarafından sağlanan. Hız 20 devir/dk. denetim için uygulanan basınç ağırlık kullanarak düzeltebilirsiniz. 350 g toplam ağırlığı için karşılık gelen araç tarafından izin verilen en düşük basınç ayarlı. Not: uç genişliği (6.70±0.05 mm) ve kullanılan ağırlık göz önüne alındığında, bu ayarlara karşılık gelen uygulanan basınç 97.3±1.4 değil kPa. Toplam aşınmış alan her aşınma döngüsü için belgili tanımlık uç ve toplam uzunluğu genişliğine göre sınırlıdır. 38,1 mm için ayarlayın.</li>
		<li>Her örnek için 1, 2, 3 ve 5 döngüsünden sonra indüklenen aşınma değerlendirin.<ol>
<li>Her giyim kullanımdan sonra yavaşça fırça (fırça üreticisi tarafından sağlanan kullanarak) yüzey, suyla durulayın ve kullanarak darbe basınçlı hava. TPE, kullanarak ıslatma özellikleri 2.1.2 bölümünde açıklandığı gibi değerlendirmek.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Aşındırıcı parçacık çarpma testi
	<ol>
<li>Parçacık çarpma testi standart aşınma Test D968 tarafından esinlenerek Şekil 3b, gösterilen kurulumu kullanarak yapmak. 30 mL (yaklaşık 55 g), cam huni gelen aşındırıcı kum taneleri serbest bırakın. Onun yüzeyin en alt yüzeyinden (25±1) cm'de bulun.</li>
		<li>Huni dokunun çapı (12±1) mm kullanma ve (97±1) mm. uzunluğunda yer huni dikey olarak, örnek 45 ° eğme. Örnek üzerinde etkileyen sonra kum altına yerleştirilen bir kap içinde toplamak.</li>
		<li>Bir kez bir aşınma döngüsü yürütülen, yüzey distile su ile durulayın, basınçlı hava akışı içinde kuru ve TPE (Bölüm 2.1.2) tarafından ıslatma özellikleri değerlendirmek. Bu sürecin her örnek için ilâ 3 kere tekrar edin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
UV-ozon yüzey yıkımı testi
	<ol>
<li>Bir ozon temizleyici kullanarak UV-ozon yıkımı testi yapmak. Her örnek için 600 s ve tekrar oda sıcaklığında tedavi döngüsü bir kez.</li>
		<li>Daha sonra su yüzeyleri durulayın ve kuru onları basınçlı hava ile.</li>
		<li>Superhydrophobic özellikleri UV-pozlama sonra kalmak olup olmadığını belirlemek için 2.1.2 bölümünde açıklanan TPE tarafından ıslatma özellikleri değerlendirmek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Suyu daldırma testi
	<ol>
<li>Su uzun bir daldırma sonra su temas ile indüklenen aşınma değerlendirin. Örnek 24 h Ultrasaf Su 100 mL ölçek tanıtmak.</li>
		<li>Örnekleri sudan çıkarın, basınçlı hava ile Kuru onları ve onları 600 120 ° C fırında yerleştirin su yüzeyinden toplam kaldırılmasını sağlamak için s. Yüzeyi tamamen kuru zaman 2.1.2 bölümünde açıklanan protokolü kullanılarak su maruz kaldıktan sonra ıslatma özellikleri değerlendirmek.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. anti-buzlanma verimliliği değerlendirme
Not: resim 1' de gösterilen üç yönleri anti-buzlanma verimliliği değerlendirme dayanmaktadır.
<ol><li>
Subcooled suyu damlama testi Not: Subcooled su iticilik örnekleri Şekil 4agösterilen kurulumu aracılığıyla mercek altına alındı. Örnek bir eğimli (30 °) platformu üzerine sabit –20 ° c dondurucu bir oda içinde kullanılmaya başlandı. Buz ve denge (0 ° c stabilize sıcaklığında) içinde distile su karışımı dondurucu odası yer alıyor.<ol>
<li>Peristaltik pompa kullanarak odası içinde soğuk su pompası ve bu örneği de düşük oranda 1 damla her 3 saniyede damladı önce derin dondurucu içinde dolaşımda. Tek damla aşağı yukarı 50 µL hacmi var.</li>
		<li>Sonra damlama süreç başlatılır, her 10 örnek yanal bir görüntüsünü yakalamak s buz yığılma oluşup oluşmadığını belirleyin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Dondurucu gecikme testi
	<ol>
<li>Önceki bölümünde belirtilen aynı dondurucu oda içinde dondurma gecikme testini gerçekleştirmek.</li>
		<li>Örnek üzerinde yatırılır, yaklaşık-25 ° c aşağı oda sıcaklığına kadar gelen bir soğutma işlemi sırasında her sıcaklık donma sesil damla yüzdesini belirlemek Bu test için set-up Şekil 4b' gösterilir.</li>
		<li>Örnek (ile sıfır tilt) düzeyinde ve mevduat sesil dikkatle roll-off önlemek için çekiliyor. Damla su itici yüzeylerde yüksek hareketlilik nedeniyle, onlardan daha düşük bir sayı üzerinde SH örnekleri yerleştirin. Denemeyi SH yüzeyler için birkaç kez tekrarlamak.</li>
		<li>Sıcaklık ve bağıl nem termal prob kullanarak izleyin. Bağıl nem (RH) ticari bir nemlendirici ile kontrol. RH yaklaşık % 95 nemlendirici açık olduğundan ve nemlendirici kapatıldığında aşağı yaklaşık % 40 azaltır olduğunu.</li>
		<li>Örnek başına 30 µL yaklaşık 200 damla kullanın (buz gibi açılan Stokastik bir olgu olduğunu ve çok sayıda damla kullanımını analiz gerektirir). Not: Bu nedenle, bu çalışmalar geri kalanı için kullanılan daha büyük örnekleri bu test için kullanın. Bu durumda boyutu 125 x 62,5 mm ve protokolü de örnek veya hydrophobize yeni örnek boyutları onların yüzeylere etch uyum.</li>
		<li>Örnek dondurucu izole bir platform üzerine alt kısmı ortasında bir yer. Yavaşça bir dizi örnek (superhydrophobic örnek için 25) başına 70 damla Kasası. Dondurucu kapatın ve açın. Not: Zamanlı yaklaşık-25 ° c aşağı oda sıcaklığına kadar sıcaklık doğrusal olarak azalır Soğutma hızı üzerinde bağıl nem bağlıdır. Nemlendirici bağlıysa (yaklaşık 1 saat) daha az zaman alır iken düşük bağıl nem (unplugged nemlendirici), tüm süreci yaklaşık 2 saat sürer. Sıcaklık 0 ° C düşük olduğunda, damla nucleate başlar.</li>
		<li>Her sıcaklık (aralıkları 0.5 ° C), için tüm kadar bütünlük damla dondurulmuş donduruldu damla saymak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Buz yapışma testi
	<ol>
<li>Her örneği temel oluşturmuştur (çekme-kapalı) kontrol edilebilir bir kişiyle bir parça alan ayırmak için uygulanması gereken kuvvet ölçmek. Şekil 4 cresimli kurulumu kullanarak bu testleri gerçekleştirin.</li>
		<li>Politetrafloroetilen boru iç çapı 10 mm ile ~ 28 mm yükseklik makas kullanarak silindir kesti. Silindir örnek karşı basın. 1.2 mL distile su ile doldurun. Dondurucu odasında dolu silindir tanıtmak ve 1 h için bekleyin. Not: su tamamen donmuş olduğunda, silindir ile örnek sıkıca bir forvet tabak kullanarak bir platforma sabittir.</li>
		<li>Naylon iplik kullanarak bir dijital güç ölçüm için silindir bağla. Bu silindir iplik ve iplik ile ilgili olarak silindir yönünü bağlantılı şekilde değerlendirme altında hangi türü (kesme veya çekme dayanımı) yapışma olduğuna bağlıdır. Bu ölçüm için bir motorlu test standı düzeltmek. Dondurucu odası kapatın ve 600 için bekleyin s.</li>
		<li>Ölçer (10 ± 0.5) mm/dk sabit bir hızda örnekten yerinden.<ol>
<li>Bu hız kontrol paneli motorlu test stand içinde el ile ayarlayın. Dinamometre okuma kontrol programın simgesini tıklatın. Kuvvet kaydetmek için Başlat tuşuna basın.</li>
			<li>Hemen sonra Dinamometre yukarı tutmak tarafından motorlu standı kontrol paneli içinde dikey deplasman alt basarak taşımak.</li>
		</ol>
</li>
		<li>İş parçacığının bir uzantısı ve buz bir ayrılık örnekten Dinamometre ile ilgili örnek çıkarılması ürettiği zaman Durdur ' u tıklatın ve oluşturulan veri dosyası kaydedin. Not: Ölçüm kuvvet zaman açısından izler. Dinamometre olduğu hız (10 mm/dak) yerlerinden bilerek, deplasman açısından güç belirleyin. Bu rüptürü kuvveti (maksimum güç istinat) ve birim alan başına yapışma gücünü belirlemek için hizmet vermektedir.</li>
		<li>Çekme-off yanal işlenirken kesme yapışma değerlendirin. Bu durumda kişi bölgesine uygulanan kuvvet paralel (bkz. Şekil 4b). Bu amaçla, örnek dikey olarak düzeltmek ve silindir baz metal halka kullanarak iplik bağlayın. Örnek tarafından kesme deplasman yüzeyinden ayırır kadar bu yüzük ölçüm tarafından çekin. Not: Mukavemetli yapışma testi en yüksek kuvvet değerlendirir ve çalışma yüzeyinden bir parça dikey olarak çekildiğinde ayırmak gerekir.</li>
		<li>Bu durumda, silindir ölçere bağlanmak için hizmet veren iki küçük silindir duvardaki delik. Sonra dikey olarak buz sonunda yüzeyden müstakil kadar çekin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol><li>Fang, G., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="https://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/si.13.00046">Understanding the anti-icing behavior of superhydrophobic surfaces.</a> Surface Innovations. 2 (2), 94-102 (2014).</li>
<li>Wang, N., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/nj/c6nj02824a">Robust superhydrophobic coating and the anti-icing properties of its lubricants-infused-composite surface under condensing condition.</a> New Journal of Chemistry. 41 (4), 1846-1853 (2017).</li>
<li>Jung, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Are+superhydrophobic+surfaces+best+for+icephobicity%3F%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Are superhydrophobic surfaces best for icephobicity?</a> Langmuir. 27 (6), 3059-3066 (2011).</li>
<li>Milionis, A., Loth, E., Bayer, I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+advances+in+the+mechanical+durability+of+superhydrophobic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Advances+in+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Recent advances in the mechanical durability of superhydrophobic materials.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 229, 57-79 (2016).</li>
<li>Li, X. -M., Reinhoudt, D., Crego-Calama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((What+do+we+need+for+a+superhydrophobic+surface%3F+A+review+on+the+recent+progress+in+the+preparation+of+superhydrophobic+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Society+Reviews%22%5BJournal%5D)">What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces.</a> Chemical Society Reviews. 36 (8), 1350-1368 (2007).</li>
<li>Sun, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Artificial+Lotus+Leaf+by+Nanocasting%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Artificial Lotus Leaf by Nanocasting.</a> Langmuir. 21 (19), 8978-8981 (2005).</li>
<li>Darmanin, T., Guittard, F. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1369702115000024">Superhydrophobic and superoleophobic properties in nature.</a> Materials Today. 18 (5), 273-285 (2015).</li>
<li>Marmur, A. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2006/sm/b514811c">Soft contact: Measurement and interpretation of contact angles.</a> Soft Matter. 2 (1), 12-17 (2006).</li>
<li>Li, W., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2008/sm/b715731b">Hierarchical structures for natural superhydrophobic surfaces.</a> Soft Matter. 4 (3), 462-466 (2008).</li>
<li>Ruiz-Cabello, F. J. M., Rodríguez-Criado, J. C., Cabrerizo-Vílchez, M., Rodríguez-Valverde, M. A., Guerrero-Vacas, G. <a target="_blank" href="http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0300944016309961">Towards super-nonstick aluminized steel surfaces.</a> Progress in Organic Coatings. 109, 135-143 (2017).</li>
<li>Yuan, Z., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S025789721400512X">Fabrication of superhydrophobic surface with hierarchical multi-scale structure on copper foil.</a> Surface and Coatings Technology. 254, 151-156 (2014).</li>
<li>Varshney, P., Mohapatra, S. S., Kumar, A. <a target="_blank" href="http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/19475411.2016.1272502">Superhydrophobic coatings for aluminium surfaces synthesized by chemical etching process.</a> International Journal of Smart and Nano Materials. 7 (4), 248-264 (2016).</li>
<li>Ruiz-Cabello, F. J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Testing+the+performance+of+superhydrophobic+aluminum+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Colloid+and+Interface+Science%22%5BJournal%5D)">Testing the performance of superhydrophobic aluminum surfaces.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 508, 129-136 (2017).</li>
<li>Mahadik, S. A., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433213006740">Superhydrophobic silica coating by dip coating method.</a> Applied Surface Science. 277, 67-72 (2013).</li>
<li>Xu, L., Karunakaran, R. G., Guo, J., Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent%2C+superhydrophobic+surfaces+from+one-step+spin+coating+of+hydrophobic+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Transparent, superhydrophobic surfaces from one-step spin coating of hydrophobic nanoparticles.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 4 (2), 1118-1125 (2012).</li>
<li>Montes Ruiz-Cabello, F. J., Amirfazli, A., Cabrerizo-Vilchez, M., Rodriguez-Valverde, M. A. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2016/ra/c6ra15451d">Fabrication of water-repellent surfaces on galvanized steel.</a> RSC Advances. 6 (76), 71970-71976 (2016).</li>
<li>Li, L., Breedveld, V., Hess, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creation+of+superhydrophobic+stainless+steel+surfaces+by+acid+treatments+and+hydrophobic+film+deposition%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Creation of superhydrophobic stainless steel surfaces by acid treatments and hydrophobic film deposition.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 4 (9), 4549-4556 (2012).</li>
<li>Wang, N., Xiong, D., Deng, Y., Shi, Y., Wang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanically+robust+superhydrophobic+steel+surface+with+anti-icing%2C+UV-durability%2C+and+corrosion+resistance+properties%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Mechanically robust superhydrophobic steel surface with anti-icing, UV-durability, and corrosion resistance properties.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 7 (11), 6260-6272 (2015).</li>
<li>Azimi, G., Kwon, H. -M., Varanasi, K. K. <a target="_blank" href="https://www.cambridge.org/core/journals/mrs-communications/article/superhydrophobic-surfaces-by-laser-ablation-of-rare-earth-oxide-ceramics/AE18F43F3424668F886FE4416DD2A38C">Superhydrophobic surfaces by laser ablation of rare-earth oxide ceramics.</a> MRS Communications. 4 (3), 95-99 (2014).</li>
<li>Liang, J., Hu, Y., Fan, Y., Chen, H. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sia.5255/abstract">Formation of superhydrophobic cerium oxide surfaces on aluminum substrate and its corrosion resistance properties.</a> Surface and Interface Analysis. 45 (8), 1211-1216 (2013).</li>
<li>Azimi, G., Dhiman, R., Kwon, H. -M., Paxson, A. T., Varanasi, K. K. <a target="_blank" href="https://www.nature.com/articles/nmat3545">Hydrophobicity of rare-earth oxide ceramics.</a> Nature Materials. 12, 315(2013).</li>
<li>Ruan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Preparation+and+anti-icing+behavior+of+superhydrophobic+surfaces+on+aluminum+alloy+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Preparation and anti-icing behavior of superhydrophobic surfaces on aluminum alloy substrates.</a> Langmuir. 29 (27), 8482-8491 (2013).</li>
<li>Yin, L., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433210005982">In situ investigation of ice formation on surfaces with representative wettability.</a> Applied Surface Science. 256 (22), 6764-6769 (2010).</li>
<li>Boinovich, L., Emelyanenko, A. M., Korolev, V. V., Pashinin, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+wettability+on+sessile+drop+freezing%3A+when+superhydrophobicity+stimulates+an+extreme+freezing+delay%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Effect of wettability on sessile drop freezing: when superhydrophobicity stimulates an extreme freezing delay.</a> Langmuir. 30 (6), 1659-1668 (2014).</li>
<li>Antonini, C., Innocenti, M., Horn, T., Marengo, M., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0165232X11000401">Understanding the effect of superhydrophobic coatings on energy reduction in anti-icing systems.</a> Cold Regions Science and Technology. 67 (1-2), 58-67 (2011).</li>
<li>Chen, J., et al. <a target="_blank" href="https://aip.scitation.org/doi/full/10.1063/1.4752436">Superhydrophobic surfaces cannot reduce ice adhesion.</a> Applied Physics Letters. 101 (11), 111603(2012).</li>
<li>Adam, S., Barada, K. N., Alexander, D., Mool, C. G., Eric, L. <a target="_blank" href="http://iopscience.iop.org/article/10.1088/0960-1317/23/11/115012/meta">Linear abrasion of a titanium superhydrophobic surface prepared by ultrafast laser microtexturing.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 23 (11), 115012(2013).</li>
<li>Li, X. -W., et al. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2015/ra/c5ra00324e">Low-cost and large-scale fabrication of a superhydrophobic 5052 aluminum alloy surface with enhanced corrosion resistance.</a> RSC Advances. 5 (38), 29639-29646 (2015).</li>
<li>Meuler, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationships+between+water+wettability+and+ice+adhesion%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Relationships between water wettability and ice adhesion.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 2 (11), 3100-3110 (2010).</li>
<li>Boinovich, L. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combination+of+functional+nanoengineering+and+nanosecond+laser+texturing+for+design+of+superhydrophobic+aluminum+alloy+with+exceptional+mechanical+and+chemical+properties%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Combination of functional nanoengineering and nanosecond laser texturing for design of superhydrophobic aluminum alloy with exceptional mechanical and chemical properties.</a> ACS Nano. 11 (10), 10113-10123 (2017).</li>
<li>Wan, B., et al. <a target="_blank" href="http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/sia.5940/abstract">Superhydrophobic ceria on aluminum and its corrosion resistance.</a> Surface and Interface Analysis. 48 (3), 173-178 (2016).</li>
<li>Gómez-Lopera, J. F., Martínez-Aroza, J., Rodríguez-Valverde, M. A., Cabrerizo-Vílchez, M. A., Montes-Ruíz-Cabello, F. J. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378475414003061">Entropic image segmentation of sessile drops over patterned acetate.</a> Mathematics and Computers in Simulation. 118, 239-247 (2015).</li>
<li>Gao, L., McCarthy, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Teflon+is+hydrophilic.+comments+on+definitions+of+hydrophobic%2C+shear+versus+tensile+hydrophobicity%2C+and+wettability+characterization%5BTitle%5D)+AND+%22Langmuir%22%5BJournal%5D)">Teflon is hydrophilic. comments on definitions of hydrophobic, shear versus tensile hydrophobicity, and wettability characterization.</a> Langmuir. 24 (17), 9183-9188 (2008).</li>
<li>Ruiz-Cabello, F. J. M., Rodriguez-Valverde, M. A., Cabrerizo-Vilchez, M. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2011/sm/c1sm06196h">A new method for evaluating the most stable contact angle using tilting plate experiments.</a> Soft Matter. 7 (21), 10457-10461 (2011).</li>
<li>Pierce, E., Carmona, F. J., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0927775707008801">Understanding of sliding and contact angle results in tilted plate experiments.</a> Colloids Surfaces A. 323 (1-3), 73-82 (2008).</li>
<li>Ye, H., Zhu, L., Li, W., Liu, H., Chen, H. <a target="_blank" href="http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ta/c7ta02118f">Simple spray deposition of a water-based superhydrophobic coating with high stability for flexible applications.</a> Journal of Materials Chemistry. 5 (20), 9882-9890 (2017).</li>
<li>Rolland, J. P., Van Dam, R. M., Schorzman, D. A., Quake, S. R., DeSimone, J. M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/14982433">Solvent-resistant photocurable &#34;liquid Teflon&#34; for microfluidic device fabrication.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (8), 2322-2323 (2004).</li>
</ol>

İfşa etmek yok.

Bu yazıda, alüminyum yüzeylerde su itici yüzeylerde üretmek için stratejileri göstermektedir. Buna ek olarak, biz ıslatma özellikleri, pürüzlülük, dayanıklılık ve anti-buzlanma performans karakterize etmek için yöntemleri gösterir.
SH yüzeyler hazırlamak için iki strateji kullanılan. İlk strateji SH yüzeyler içsel hiyerarşik yapısını asit dağlama tarafından elde etmek için uygun pürüzlülük derecesi dahil. Bu işlem özellikle hangi diğer metaller veya farklı bileşimi ile Alüminyum yüzeyler için ...

Superhydrophobic (SH) yüzeyler su püskürtmek yeteneği onlar geleneksel olarak krema1,2önlemek için bir çözüm olarak önerilmektedir nedenidir. Ancak, anti-buzlanma aracıları için SH yüzeyler uygunluğu konusunda endişeleri vardır: 1) yüksek üretim maliyetleri, 2) o superhydrophobicity değil her zaman yol buz-phobicity3ve 3) SH şüpheli dayanıklılığını yüzeyler4 . Superhydrophobic yüzeyler tutun onların topografya ve kimyasal kompozisyon-5ile ilgili iki özelliği: kaba belirli topografik özellikleri ile; ve onların yüzey enerji (özünde hidrofobik) düşük.
Hidrofobik bir yüzeyi pürüzlülük gerçek katı-sıvı ve belirgin kişi alanları arasındaki oranı azaltmak için hizmet vermektedir. Damla aittir veya yüzey asperities hamle su değil tam lotus etkisi6,7, nedeniyle katı ile temas halinde olacaktır. Bu senaryoda, katı-sıvı arayüzey ile iki kimyasal etki alanı heterogeneously davranır: katı yüzey ve minik hava kabarcıkları katı arasında sıkışmış ve su8. Su iticilik derecesini sıkışmış hava miktarı hava yamalar pürüzsüz ve içsel temas açısı 180 ° çünkü bağlı. Bazı çalışmalar hiyerarşik bir yüzey dokusunu mikro ve nano-asperities ile birleşme daha iyi su itici özellikleri (büyük varlığı hava vasıl katı-sıvı arayüzey)9sağlamak için en iyi strateji olarak rapor. Bazı metaller için iki düzey pürüzlülük özellikleri oluşturmak için bir düşük maliyetli asit dağlama10,11stratejidir. Bu yordam sektöründe sıkça kullanılır. Belirli asit konsantrasyonu ve gravür saatlerle, metal yüzey düzgün hiyerarşik pürüzlülük ortaya koymaktadır. Genel olarak, yüzey pürüzlenmesi asit konsantrasyonu, gravür gün veya her iki12değişen tarafından optimize edilmiştir. Metallerin yüzey enerji yüksektir ve bu nedenle, su itici metal yüzeyler imalatı daha sonra hydrophobization gerektirir.
Hydrophobization genellikle farklı yöntemler kullanarak hidrofobik film biriktirme tarafından elde edilir: silanization10,13, daldırma kaplama14, spin-kaplama1516 veya plazma biriktirme17 püskürtme, . Silanization SH yüzeylerin düşük dayanıklılık geliştirmek için en umut verici bir araç olarak önerilen18 oldu. Diğer ifade teknikleri farklı olarak, metal yüzey10yüzey hidroksil grupları ile Si-OH grupları arasında kovalent bağ silanization işleminin temel alır. Silanization sürecinin bir dezavantajı yüksek derecede kapsamı ve homojenlik için yeterli hidroksil grupları oluşturmak için önceki metal belgili tanımlık substrate aktivasyonu için ihtiyaç vardır. Başka bir strateji son zamanlarda önerilen üretmek dayanıklı superhydrophobic yüzeylere nadir-toprak kaplamalar19,20kullanmaktır. Ceria kaplama bu kullanım haklı iki özelliği var: Bunlar özünde hidrofobik21olabilir ve onlar mekanik ve kimyasal olarak sağlam. Özellikle, neden koruyucu kaplamalar seçilmiştir en önemli nedenlerinden biri onların korozyon koruma yetenekleri20' dir.
Uzun süreli SH metal yüzeyler üretmek iki konu kabul edilir: yüzey dokusunu değil zarar olmalı ve hidrofobik film/kaplama sıkıca substrat için bağlantılı gerekir. Yüzeyler genellikle lateral aşınma veya parçacık etkisi4tarafından kaynaklı giymek maruz kalır. Asperities bozuksa, water-repellency önemli ölçüde azaltılabilir. En uçtaki çevre altında hidrofobik kaplama kısmen yüzeyden kaldırılmış olabilir veya kimyasal olarak UV pozlama, neme veya korozyon tarafından bozulmuş. Dayanıklı SH yüzeyleri kaplama kaplama ve yüzey Mühendisliği için önemli bir sorun tasarımdır.
Metaller için en zorlu gereksinimleri anti-buzlanma yetenek Şekil 1' de gösterildiği gibi üç birbirine bağlı yönleri22 tarihinde dayanmaktadır biridir: subcooled su iticilik, dondurucu gecikme ve düşük buz-yapışma. Açık buzlanma oluşur subcooled su, genellikle yağmur, katı bir yüzeye temas geliyor ve damla hızla heterojen çekirdekleşme23tarafından dondurulmuş. Kurulan buz (in rime ı) yüzeye sıkıca bağlı. Böylece, buzlanma önlemek için ilk adım katı-su kişi zaman azaltmaktır. Yüzey superhydrophobic ise, yağmur damlaları donma önce yüzeyinden okuldan. Buna ek olarak, bu olanlar düşük kişi açılı24ile daha verimli bir şekilde buz gibi nemli koşullarda yüzeyler yüksek bir temas açısı ile gecikme, kanıtlanmıştır. Bu iki nedenden dolayı SH yüzeyler buzlanma azaltmak için en uygun yüzeyler vardır. Ancak, buzlanma koşullar genellikle agresif25olduğundan superhydrophobic yüzeyler ömrünü önemli bir nokta olabilir. Bazı çalışmalarda SH yüzeyler buz yapışma26azaltmak için en iyi seçenek değildir sonucuna varmıştır. Bir kez buz formları yüzeyi nedeniyle yüzey asperities sıkıca bağlı kalır. Buz-yüzey temas bölgesinin pürüzlülük artar ve asperities birbirine ajanlar26hareket. Dayanıklı SH yüzeyler kullanımı Eğer buz yüzeyinde zaten mevcut izine buzlanma önlemek için önerilir.
Bu çalışmada, biz metal yüzeylerde dayanıklı SH yüzeylerde üretmek için çeşitli protokolleri mevcut. Sektöründe yaygın olarak kullanılan ve anti-buzlanma özellikleri birleşme (kayak tatil imkanları, havacılık, vb) bazı uygulamalar için özellikle geçerlidir çünkü biz substrat alüminyum (Al) kullanın. Biz üç tür yüzeyler hazırlamak: bir dokulu Al yüzey kaplama, dokulu Al yüzey silanized bir fluorosilane ve bir ceria-Stearik asit bilayer bir Al substrat üzerine bir floropolimer ile kaplı. Benzer teknikler17,27,28,29 100-300 nm film kalınlıkları veya bile monolayer filmleri sağlar. Her yüzey için ıslatma özelliklerini ölçtüm ve aşınma testleri. Son olarak, biz anti-buzlanma performanslarını bağımsız olarak Şekil 1' de gösterilen üç özellik soruşturma için amaçlayan üç testleri kullanılarak analiz.
Bizim iletişim kuralı Şekil 2' de gösterilen düzeni temel alır. SH Al yüzeyler hazırlanır sonra ıslatma özellikleri ve topografya iticilik özellikleri ve pürüzlülük özellikleri belirlemek için analiz edilir. Islatma özellikleri hangi su çekme dayanımı yapışma sağlar bağlı bir tekniktir damla deneyler, zıplayan tarafından incelenir. Damla sıçrama gözlenmesi gerekli olduğundan, bu teknik sadece superhydrophobic yüzeyler13için uygundur. Her yüzey işleme için anti-buzlanma testler yapmak için en az dört örnekleri ve dayanıklılık testleri gerçekleştirmek için başka bir dört örnekleri hazırladık. Her dayanıklılık testinden sonra neden olduğu hasar özellikleri ve pürüzlülük özellikleri ıslatma kaybı ölçerek analiz edildi. İçin önerilen olanlar bu çalışmada son zamanlarda diğer metal yüzeyler27,30için kullanılan benzer dayanıklılık testleri.
Anti-buzlanma testleri ile ilgili olarak üretilen SH Al yüzeyler kullanımı anti-buzlanma aracıları olarak uygun olup olmadığını belirlemek için bu çalışmada var. Bu nedenle, karşılaştırma için iki kontrol örnekleri performansını analiz ettik: a) bir tedavi edilmezse Al örnek (düzgün hidrofilik) ve b) bir hydrophobized ama değil dokulu örnek (düzgün hidrofobik örnek). Aynı amaçla kullanımı bir dokulu ama değil hydrophobized yüzey ilginizi çekebilir. Ne yazık ki, bu yüzey son derece ıslanabilir ve anti-buzlanma testleri onlar için gerçekleştirilemiyor.

<table><tbody><tr><td>Hidroklorik asit, %37</td> <td>SICAL, S.A.</td><td>AC07411000</td><td>asitle aşındırma için kullanılır</td></tr><tr><td>1H, 1H, 2H, 2H-Perflorodesiltrietoksisilan,% 97</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>658758</td><td>FAS-17 Dupont ile silanizasyon için kullanılır</td></tr><tr><td>AF1600</td><td>Fluropolimer biriktirme için kullanılan</td><td>Dupont</td><td>D10389631</td></tr><tr><td>FC-72</td><td>3M, Fluropolimer biriktirme için kullanılan Florinet</td><td>1100-2-93</td><td>(flurokarbon çözücü)</td></tr> <tr><td>Seryum (III) klorür heptahidrat, Ceria</td> <td>kaplama biriktirme için kullanılan</td>% 99,9 <td>Sigma-Aldrich</td><td>228931</td></tr><tr><td>Hidrojen peroksit çözeltisi,% 30</td> <td>Ceria kaplama biriktirme için kullanılan</td> <td>Sigma-Aldrich</td><td>H1009</td></tr><tr><td>Stearik asit, > Ceria</td> <td>kaplama biriktirme için kullanılan</td>%98,5 <td>Sigma-Aldrich</td><td>S4751</td></tr><tr><td>Etanol</td><td>SICAL, SA</td><td>16271</td><td></td></tr><tr><td>Aseton SICAL</td><td>, S.A.</td> boyunca kullanılır<td>1090</td><td>boyunca kullanılan</td></tr><tr><td>Alüminyum levhalar 0.5mm</td><td>MODULOR (Almanya)</td><td>125993</td><td>boyunca kullanılan yüzeyler</td></tr><tr><td>Micro-90 konsantre temizleme solüsyonu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>Z281506</td><td></td></tr><tr><td>Ultra saf Milli-Q su</td><td>Millipore</td><td>üretimi durduruldu</td><td></td></tr><tr><td>Plazma Aşındırıcı/Asher/Temizleyici EMITECH K1050X</td><td>Aname</td><td>K1500XDEV-001</td><td>kullanılmış </td></tr><tr><td>PCC yazılımı</td> boyunca <td>AMETEK</td><td>, yüksek hızlı kamerayı kontrol eden yazılımı durdurdu Phantom MIRO 4</td><td></td></tr><tr><td>Yüksek Hızlı Kamera Phantom Miro 4</td>, <td>zıplayan düşme deneyleri için kullanılan</td><td>AMETEK</td><td>durduruldu</td></tr><tr><td>Açık Döngü PL ve mikro; 2.32</td><td>UPC-CD6 & Sensofar Teknoloji Sl</td><td>sürüm 2.32</td><td>PL & micro'yu kontrol eden yazılım; Konfokal Görüntüleme Profilleyici</td></tr><tr><td>Pl&micro;-Konfokal Görüntüleme Profilleyici 2300</td><td>Sensofar Tech S.L.</td><td>Üretimi durduruldu</td><td>Pürüzlülük ölçümleri için kullanılır</td></tr><tr><td>TABER 5750 LINEAL AŞINDIRICI</td><td>TABER</td><td>5750</td><td>yanal aşınma testleri için kullanılır</td></tr><tr><td>Aşındırıcı kum: ASTM 20-30 KUM C778</td><td>U.S. SILICA COMPANY (ABD)</td><td>1-800-635-7263</td><td>Aşındırıcı parçacık darbe testleri için kullanılır</td></tr><tr><td>Ozon temizleyici: PSDP-UV4T, Dijital UV Ozon Sistemi</td><td>Novascam</td>, <td>UV-ozon bozunma testini</td><td></td></tr> <tr><td>durdurduPeristalitik Pompa GILSON 312, Fransa</td><td>GILSON (Fransa)</td><td></td> <td>durduruldu su damlama testi için kullanılır</td></tr><tr><td>Naylon iplik</td><td>Dracon olta, Izorline internacional, inc. (ABD)</td> <td>durduruldu</td><td>Buz yapışma</td></tr><tr><td>testleri için kullanılır Buz yapışma testleri için kullanılan</td><td>dijital kuvvet ölçer (ZTA-200N, ZTA Serisi</td><td>IMADA (ABD)</td><td>370199</td></tr><tr><td>Motorlu test standı I, MH2-500N-FA</td><td>IMADA (ABD)</td><td>366942</td><td>buz yapışma testleri için kullanılır</td></tr><tr><td>Kuvvet Kaydedici Profesyonel</td><td>IMADA (ABD)</td> <td>sürüm 1.0.2</td><td>kuvveti kaydetmek için IMADA tarafından sağlanan yazılım</td></tr><tr><td>HYGROCLIP XD - STANDART PROB</td><td>Rotronic</td><td>durduruldu</td><td>Sıcaklık ve nem probu</td></tr><tr><td>HW3 Lite yazılımı</td><td>Rotronic</td><td>sürüm 2.1.2</td><td>HYGROCLIP Probunu kontrol eden yazılım</td></tr></tbody></table>

superhydrophobic metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Superhydrophobic metal yüzeyler üretmek için çeşitli yollar, bu eser mevcuttur. Alüminyum sektöründe geniş kullanımı nedeniyle metal substrat olarak seçilmiştir. Wettability üretilen yüzey damla deneyler zıplayan tarafından analiz edildi ve topoğrafya confocal mikroskobu tarafından analiz edildi. Buna ek olarak, onun dayanıklılık ve anti-buzlanma özelliklerini ölçmek için çeşitli metodolojiler gösteriyoruz. Superhydrophobic yüzeyler onların water-repellency tutmak için korunmalı bir özel doku tutun. Dayanıklı yüzeyler imal etmek, dayanıklı bir doku dahil etmek için iki strateji takip ettik. Asit dağlama tarafından metal yüzey pürüzlülük doğrudan ortaklığın ilk stratejisidir. Bu yüzey texturization sonra yüzey enerji tarafından silanization veya floropolimer ifade azalma. Yüzey sertliği ve korozyon direnci artırmak bir ceria katman (sonra yüzey texturization) büyüme ikinci stratejisidir. Yüzey enerji Stearik asit film ile azalma.
Superhydrophobic yüzeyler dayanıklılığını bir parçacık çarpma testi, yanal aşınma ve UV-ozon koruması tarafından mekanik aşınma tarafından incelenmiştir. Anti-buzlanma özellikleri subcooled su, gecikme, buz gibi kaldırmayı ve buz yapışma yeteneği inceleyerek keşfedilmeyi.

Bu çalışmada kullanılan SH yüzeylerin ıslatma ve pürüzlülük özellikleri Şekil 5' te gösterilmektedir. Sıçrama her örnek için ölçülen ortalama sayısı Şekil 5a ' görüntülenir ve ortalama pürüzlülük Şekil 5biçinde gösterilir. Pürüzlülük ve özellikleri ıslatma arasında hiçbir bağlantı vardır. Politetrafloroetilen kaplamalı örnek için ölçülen sıçrama sayısı ile Ce-SA örnek kabul eder. Ancak, Ce-SA örnek a...

Biz çeşitli metodolojiler superhydrophobic metal yüzeyler üretmek için ve onların dayanıklılık ve anti-buzlanma özellikleri keşfetmek için göstermektedir.

Superhydrophobic Metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

Bu yöntem, süper hidrofobik yüzeylerin gerçek uygulamalarda buzlanmayı önleyici maddeler olarak kullanılmasının rahatlığı ve uygunluğu ile ilgili kaplama alanlarındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniklerin temel avantajı, bir yüzeyle yapılan analizin hem buzlanmayı önlemesi hem de buzlanma meydana geldiğinde ıslanma koşullarına direnecek kadar dayanıklı olmasıdır. Numune hazırlamaya başlamak için, bir çeker ocakta, 100 mililitrelik bir behere 80 mililitre dört molar hidroklorik asit içeren 500 mililitrelik bir beher yerleştirin.500 mililitrelik başka bir kabı ultra saf suyla doldurun. Politetrafloroetilen cımbız kullanarak bir alüminyum numuneyi aside batırın ve sekiz dakika bekletin. Ardından, kazınmış numuneyi ultra saf suda söndürün.Devam etmeden önce numuneyi iyice durulayın. Ardından, yüzeyde su görünmeyene kadar numuneyi filtrelenmiş basınçlı hava buharı altında kurutun. Son olarak, numuneyi 120 santigrat derecede bir fırında 10 dakika kurutun.Numuneyi buhar fazı silanizasyon ile hidrofobikleştirmek için, önce numuneyi 10 dakika boyunca 100 watt'ta hava plazması ile plazma işlemine tabi tutun. Ardından, numuneyi hemen plastik bir Petri kabına yerleştirin ve numuneyi 20 ila 200 mikrolitrelik bir pipet ucuyla hafifçe eğin. Numuneden yaklaşık bir santimetre uzakta iki adet 50 mikrolitrelik silan damlası uygulayın.Çanağın çoğunu kapakla örtün. Çanağı hemen bir vakumlu kurutucuya yerleştirin. Çanağın yaklaşık% 80'ini kapakla örtün ve silanizasyona başlamak için boşaltın.Numuneyi gece boyunca veya en az sekiz saat boyunca silanize edin. Bir numuneyi floropolimer biriktirme yoluyla hidrofobikleştirmek için, önce numuneyi 10 santimetre uzaklıktan bir ila 20 amorf floropolimer çözeltisi ile püskürtün. Kaplamanın oda sıcaklığında 10 dakika havada kurumasını bekleyin.Çözücüyü buharlaştırmak ve floropolimer kaplamayı çapraz bağlamak için ikinci bir kat uygulayın ve numuneyi 110 santigrat derecede 10 dakika kurutun. Ardından, yüzeyin süperhidrofobik olup olmadığını kontrol edin. Kazınmış bir numuneyi ceria-stearik asit biriktirme ile hidrofobikleştirmek için önce numuneyi temizleyin ve kurulayın.Daha sonra, numuneyi iki gram seryum triklorür heptahidrat ve üç mililitre ağırlıkça %30 hidrojen peroksit içeren 50 mililitre sulu bir çözeltiye daldırın. Daldırılmış numuneyi bir saat boyunca 40 santigrat derece fırında tutun. Daha sonra numuneyi damıtılmış suda durulayın, 100 santigrat derecede 10 dakika kurutun ve oda sıcaklığına soğumaya bırakın.Daha sonra, numuneyi 15 dakika boyunca etanol içinde 30 milimolar bir stearik asit çözeltisine batırın. Daha sonra numuneyi etanol içinde durulayın, 100 santigrat derecede 10 dakika kurutun ve soğumaya bırakın. Sabit bir insülin iğnesi altında zıplayan damla deney platformuna bir örnek yerleştirin.Yüksek hızlı kamera çekim hızını saniyede 4200 görüntüye ve pozlama süresini 235 mikrosaniyeye ayarlayın. Ardından, bir mililitrelik bir şırıngayı ultra saf suyla doldurun ve iğneye bağlayın. İğne ve numunenin odakta olduğunu onaylayın ve ardından kayda başlayın.Örneğin üzerine bir damla düştükten birkaç saniye sonra kaydı durdurun. Videoyu, damlanın iğneden serbest bırakıldığı andan itibaren başlayacak ve statik damlanın numune ile tam temas halinde olduğu ve daha fazla sıçrama gözlenmediği zaman sona erecek şekilde kırpın. Görüntü analiz yazılımı ile düşme profillerini oluşturun ve video dizisini izleyerek sıçrama sayısını ölçün.Yanal aşınma testi yapmak için, önce hafif ila orta derecede uçlu doğrusal bir aşındırıcıyı dakikada 20 döngüye ve 38,1 milimetre strok uzunluğuna ayarlayın. Aşındırıcıyı uygulanan minimum basınç için yapılandırın. Numuneyi aşındırıcıya monte edin ve bir aşınma döngüsü gerçekleştirin.Ardından numuneyi nazikçe temizleyin ve kurulayın. Eğme plakası deneyi ile ıslatma özelliklerini değerlendirin. Aşındırmayı tekrarlayın ve toplam iki, üç ve beş döngüden sonra numuneyi tekrar değerlendirin.Aşındırıcı parçacık darbe testi yapmak için önce bir numuneyi 45 derecelik eğimli bir yüzeye sabitleyin. Numunenin 24 ila 26 santimetre yukarısına bir cam huni monte edin. 30 mililitre ASTM 2030 aşındırıcı test kumu huniye dökün ve kumun numunenin üzerinden akmasını bekleyin.Eğme plakası deneyi ile ıslatma özelliklerini değerlendirin. Bu testi numune başına en fazla üç kez gerçekleştirin. UV ozon bozunma testi yapmak için, numuneyi oda sıcaklığında 10 dakika boyunca bir UV ozon temizleyicide işlemden geçirin.Daha sonra numuneyi ultra saf suda durulayın, basınçlı hava ile kurutun ve ıslatma özelliklerini değerlendirin. Bu testi en fazla üç kez tekrarlayın. Donma gecikme testine başlamak için, bir dondurma odasının ortasına izole edilmiş bir platforma büyük bir numune yerleştirin.Hazne nemlendiricisinin suyla doldurulduğundan emin olun. Ardından, süperhidrofobik ise, numune üzerine 25 damla su dizisini nazikçe bırakmak için bir pipet kullanın. Diğer numuneler için 70 damlalık bir dizi yatırın.Hazneyi kapatın ve soğutma sistemini başlatın. Hazne yaklaşık beş santigrat dereceye ulaştığında, nemlendiriciyi başlatın. Damlalar sıfır santigrat derecenin altında çekirdeklenmeye başlayacaktır.Çekirdeklenme başladıktan sonra, tüm damlalar donana kadar 0,5 santigrat derece aralıklarla donmuş damlaların sayısını kaydedin. Numune üzerinde yaklaşık 200 damla test edilene kadar testi tekrarlayın. Çekme buz yapışma testine başlamak için, 0.25 milimetre naylon ipliği, dondurma odasının üzerindeki motorlu bir test standına monte edilmiş bir dijital kuvvet ölçere bağlayın.Ardından, iç çapı 10 milimetre olan 28 milimetre uzunluğunda bir PTFE boru parçası kesin. Silindirin bir ucundan beş milimetre uzakta, birbiri üzerine birer milimetre genişliğinde iki delik açın. Bu deliklerden dar bir çubuk geçirin.Ardından, silindiri bir numune üzerine dik olarak yerleştirin ve 1,2 mililitre damıtılmış su ile doldurun. Numuneyi ve silindiri dondurma odasındaki bir platforma dikkatlice yerleştirin ve silindiri numuneye karşı bastırın. Dondurma odasını kapatın, soğutma sistemini açın ve suyun donması için bir saat bekleyin.Ardından, silindirden biraz daha geniş bir deliğe sahip bir karşılık plakası kullanarak numuneyi platforma sıkıca sabitleyin. Naylon ipliği silindirin üst kısmındaki çubuktan besleyerek numuneyi kuvvet ölçere bağlayın. Hazneyi kapatın ve 10 dakika bekleyin.Ardından, kuvveti kaydederken, buz numuneden ayrılana kadar göstergeyi numuneden dakikada 10 milimetre hızla dikey olarak değiştirin. Kayma yapışma testi için, bir PTFE silindirindeki bir numuneye karşı 1.2 mililitre suyu aynı şekilde dondurun. Numuneyi dondurma haznesine dikey olarak sıkıştırın ve silindirin üzerine naylon iplikle kuvvet ölçere bağlı metal bir halka takın.Hazneyi kapatın ve 10 dakika bekleyin. Ardından, buz kesilene kadar göstergeyi dakikada 10 milimetre dikey olarak değiştirin. Süperhidrofobik yüzeylerin pürüzlülük ve ıslanma özellikleri arasında bir ilişki gözlenmedi.Örneğin, PTFE numunesi, floro alkoksilan numunesine benzer bir pürüzlülük değerine sahipken, ortalama sıçrama sayısı, ceria-stearik asit numunesininkine daha yakındı. Her üç numune türü de zayıf mekanik direnç sergiledi ve iki döngüden sonra su itici özelliklerini kaybetti. Floro alkoksilan ve ceria-stearik asit numuneleri UV-Ozon maruziyeti ile bozundu, ancak PTFE numunesi bozunmadı.Yüksek nemde, süperhidrofobik yüzeyler, pürüzsüz hidrofobik yüzeylerden daha uzun süre donmayı geciktirdi. Bununla birlikte, düşük bağıl nemde, süperhidrofobik yüzeyler, pürüzsüz hidrofobik yüzeylerden daha az verimli bir şekilde donmayı geciktirdi. Önceki bulgularla tutarlı olarak, süperhidrofobik yüzeyler, kaplanmış ve kaplanmamış pürüzsüz yüzeylere göre daha fazla kesme ve çekme buz yapışması göstermiştir.Bu, süperhidrofobik yüzeylerin pürüzlülüğüne bağlandı. Metal süperhidrofobik bir yüzey oluşturmak için hiyerarşik bir doku gereklidir. Asitle aşındırma çok başarılı bir stratejidir, ancak koşullar metale bağlıdır.Optimum bir pürüzlülük derecesi sağlamak için önceden tarama gereklidir. Hidrofobikleşme molekülleri üzerindeki aşındırma reaksiyonları, alüminyum üzerinde başarılı bir şekilde süperhidrofobik yüzey üretmek için en kritik adımlar olabilir. Bu prosedürü takiben, yağlayıcı emdirilmiş kaygan yüzeyler gibi diğer malzemeler, hangi yüzeylerin buzlanmayı daha verimli bir şekilde önlediğine dair ek soruları yanıtlamak için üretilebilir.Buzlanmayı önleyici maddelerin uygunluğunun iki önemli yönünün analizini birleştiren bu teknik, kaplamalar alanındaki araştırmacıların, çevresel koşullarda havaya dayanıklı buzlanmayı önleyici maddeler olarak belirli yüzeyleri ve kaplamaları keşfetmelerinin yolunu açmaktadır. Asit üzerinde çalışmanın son derece tehlikeli olduğunu unutmayın. eğitim gibi alınmalı ve koruma için gözlük, eldiven vb. gibi farklı cihazlar giyilmelidir.

fabrication-superhydrophobic-metal-surfaces-for-anti-icing

Research

JoVE Journal

Engineering

Mühendislik

İki ve üç boyutlu süperhidrofobik polimerik malzemeler, benzer bileşime sahip daha düşük yüzey enerjili bir polimer ile harmanlanmış, biyolojik olarak parçalanabilen polimerlerin elektrospinning veya elektro püskürtme ile hazırlanır.

Biyomedikal Uygulamalar için Süperhidrofobik Polimer Malzemeler imalatı

Isıya duyarlı blok kopolimerlerden oluşan nano ölçekli deniz adası yüzeyleri, spontan hücre adezyonunu ve ayrılmasını kontrol etmek için Langmuir-Schaefer yöntemi ile üretilmiştir. Hem yüzeyin hazırlanması hem de hücrelerin yüzeye yapışması ve ayrılması görselleştirildi.

Doku Mühendisliği Thermoresponsive Nanostructured Yüzeylerin Hazırlanması

Bu makale, hidrofobik yüzeyi hidrofilik hale getiren protein bazlı nanopartiküllerin üretimi için bir protokol sunmaktadır. Üretilen nanoparçacık, gliadin-siyanoakrilat diblok kopolimerlerinin bir montajıdır. Üretilen nanopartikül ile sprey kaplama, hedef malzemenin yüzeyini hidrofilik bir yüzeye dönüştürür.

Hidrofilik Kaplama için Gliadin-siyanoakrilat Nanopartiküller Üretimi için Protokol

Havuz kaynatma ısı transferi deneyleri ısı transferi katsayısı (HTC) üzerine hibrit ıslanabilir desen etkilerini gözlemlemek için yapılmıştır. araştırma parametreleri fugalara sayısı ve modifiye ıslatılabilir yüzey deseni yönelimi vardır.

Hibrid Sulandınlabilir Desenler Silindirik Yüzeylerde Pool-Kaynama Isı Transferinin Geliştirilmesi

Bu el yazması, yüksek IR yansıtıcı özelliklere sahip süperhidrofobik, TiO2 kaplı içi boş cam mikro küreleri (HGM) sentezlemek için bir yumuşak kimya yöntemi önermektedir.

TiO<sub&gt; 2</subBir Yumuşak kimya Yöntemi ile Sentezlenen Süper hidrofobik ve High IR-yansıtıcı özellikleri ile&gt; -kaplı çukur cam Mikrokürelerinin

Kaygan yüzey adezyon sorunu çözmek için yeni bir yol sağlar. Bu iletişim kuralı, kaygan yüzeylerde yüksek sıcaklıklarda imal açıklar. Kaygan yüzeyler sıvılar ve yüksek sıcaklıklarda yumuşak dokular üzerinde dikkat çekici bir anti-yapışma etkisi için anti-ıslatma gösterdi sonuçlar gösterilmektedir.

Paslanmaz çelik kaygan bir yüzeye hazırlık ve yüksek sıcaklık Anti-Yapışma davranışını

İmalat yöntemi iyi interdigitated elektrotlar için (boşluk ve Genişlik: 20 µm) bir şırınga iğnesi ucunda (çapı: 720 µm) fotolitografi sürecinde bir sprey kaplama ve bükülgen ince tabaka photomask kullanarak gösterilmiştir.

Fotorezist sprey kaplama ve esnek Photomask Biyomedikal uygulamalarda kullanarak Hipodermik iğne ucu üzerinde ince elektrotlar imalatı

Burada, degrade nanopattern plakaları termal nanoimprinting ile imalat ve insan endotelyal progenitor hücreler yanıt taşınımı için eleme yöntemi için bir iletişim kuralı mevcut. Açıklanan teknolojisini kullanan, hücre davranış fiziksel uyaranlara tarafından işleyebilirsiniz bir iskele üretmek mümkündür.

Termal Nanoimprinting teknik ve insan endotel hücreleri koloni oluşturan yanıt testi ile taranması degrade Nanopattern imalatı

Sunulan bir anodik alüminyum oksit filtresini kullanarak fabrikasyon nanofibers toplayarak, fonksiyonel yüzeyler için nano-mikro multiscale yapılar imal etmek kolay bir yöntemdir.

Fonksiyonel yüzeyler için baskılı Nanofibers tarafından toplanan multiscale yapıları

Bu çalışma, fotolitografi ve kuru gravür kullanarak SiO2/Si gofretlerinde reentrant ve iki kat reentrant profilleri ile boşlukları ve sütunları elde etmek için mikroüretim protokolleri sunmaktadır. Ortaya çıkan mikrodokulu yüzeyler, silikanın içsel ıslaklığına rağmen, ıslak sıvılar altında havanın sağlam uzun süreli tuzaklanması ile karakterize olağanüstü sıvı repellence göstermektedir.

Reentrant ve İki Kat Reentrant Boşlukları veya Sütunlardan Oluşan Gaz-Entrapping Mikrodokuları Oyarak SiO2/Si Yüzeylerin Omnifobik Hale Getirilmesi

Bu protokol, silan kaplı nano gözenekli yüzeyler üzerinde sıralı dijital desenleme ve aşılama yoluyla kaygan üç boyutlu yapılar üretmek için ışık kaynaklı bir yöntem sunar. Bu yaklaşım, akışkan manipülasyonu ve yüzey mühendisliğindeki uygulamalarla kaygan bölgelerin mekansal olarak kontrol edilmesini sağlayarak, desenli sıvı iticiliğe ve arayüzey kayganlığının kantitatif analizine olanak tanır.

Silan Kaplı Nano Gözenekli Yapılara Dayalı Kaygan Yüzeyler için Işık Kaynaklı Desenleme ve Aşılama

Keşfedin süperhidrofobik metal yüzey üretim yöntemlerini anti-buzlanma uygulamaları için. Bu teknikler alüminyum örneklerinde asit işleme ve silanizasyon kullanarak dayanıklı kaplamalar oluşturur.

Superhydrophobic Metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için

Daha fazla video keşfet