CÔNG NGHỆ NANO. CÁNH HOA HỒNG

CÔNG NGHỆ NANO
B Gio Dục Và Đào Tạo
Trưng Đại Hc Sư Phạm Kỹ Thut TPHCM
Báo cáo môn học
CHẾ TẠO BỀ MẶT SIÊU KỴ NƯỚC VỚI ĐỘ BÁM DÍNH CAO VÀ THẤP
LẤY CẢM HỨNG TỪ CÁNH HOA HỒNG
ĐỀ TÀI:
1/ Giới thiệu
2/ Nghiên cứu chi tiết
3/ Chế tạo bề mặt
4/ Ứng dụng
Mô phỏng sinh hc có nghĩa là bắt chước lấy cảm hứng từ cc thiết kế của sinh vt hoặc
nguồn gốc từ thiên nhiên.
Thiết kế của nhiều thứ chất liệu và lợi ích thương mại của thiết bị.
1/ Giới thiệu

Không giống như l sen, mt số cnh hoa hồng, hành l và tỏi cho thấy việc siêu kỵ nước
với góc tiếp xúc trễ cao.

Mt git nước có thể dễ dàng lăn khỏi bề mặt của l sen, nhưng nó vẫn gắn với bề mặt của
cc cnh hoa.

Thiết kế khc nhau trên bề mặt phân cấp vi mô và cấu trúc nano.
2. Nghiên cứu chi tiết
Cả hai cnh có cấu trúc phân cấp, có
nghĩa là cấu trúc bề mặt của chúng bao
gồm cc cấu trúc nano trên cấu trúc vi mô
Cc tế bào lồi với cc biểu bì xếp lớp
bất thưng và gấp song song. Hai cnh hoa
có khoảng cch khc nhau, chiều cao vi
cấu trúc và mt đ cấu trúc nano khc

nhau. Dẫn đến mt bề mặt siêu kỵ nước
với đ bm dính khc nhau.
2. Nghiên cứu chi tiết
θ là góc tiếp xúc tĩnh cho mt bề mặt thô
Dự đon rằng bề mặt tăng cưng sợ nước nếu θ lớn hơn 90°. Tăng đ ưa nước
nếu θ nhỏ hơn 90°
2. Nghiên cứu chi tiết
Mt đặc điểm quan trng của mt bề mặt rắn-lỏng là hiện tượng góc tiếp xúc trễ ( θ
H
) là sự khc biệt
giữa cc góc tiếp xúc với thể tích git tăng θ
a
và góc tiếp xúc với thể tích git giảm θ
r
cho mt git trên bề
mặt rắn.
Hiện tượng góc tiếp xúc trễ xảy ra do đ nhm bề mặt . Góc tiếp xúc trễ thấp dẫn đến góc chảy rất thấp
của nước, nó biểu thị góc mà mt bề mặt có thể được nghiêng cho việc chảy của git nước.
Góc tiếp xúc trễ thấp ngụ ý đ bm dính và ma st.
Như git nước được lắng đng trên bề mặt của nó, mt góc tiếp xúc tĩnh cao (152°) được quan st thấy
trên cnh hoa. Khi cnh hoa được lt ngược, những git nước không rơi xuống, điều này cho thấy đ kết
dính cao. Trong trưng hợp của git nước trên Rosa, cv. Showtime, nó cũng có góc tiếp xúc tĩnh cao (167°),
nhưng những git nước dễ dàng lăn ra khỏi bề mặt với mt góc nghiêng nhỏ (6°).
2. Nghiên cứu chi tiết
Bảng thống kê vết lồi của cnh hoa hồng siêu kỵ nước bm dính cao và bm dính thấp, đo trong l khô sử dụng AFM
Từ số liệu đo, chúng ta có thể thấy rằng cc cnh hoa siêu kỵ nước với đ bm dính
cao có chiều cao P-B nhỏ hơn và mt đ vết lồi cao hơn so với cc cnh hoa hồng
siêu kỵ nước với đ bm dính thấp.
2. Nghiên cứu chi tiết
Nếu gi trị của chiều cao cấu trúc vi mô (PB) lớn, nó dẫn đến sự gia tăng trong xu hướng hình thành túi

khí giữa cấu trúc micro, vì vy git nước không thể chạm đy và hạn chế tối đa diện tích tiếp xúc giữa git
nước và bề mặt, kết quả là góc tiếp xúc tĩnh cao, góc tiếp xúc trễ thấp, và đ bm dính thấp.
2. Nghiên cứu chi tiết
Trong trưng hợp của bề mặt siêu kỵ nước với đ bm dính cao, gi trị khoảng cch lớn và chiều cao PB
nhỏ dẫn đến tăng diện tích tiếp xúc, và nước có thể thâm nhp vào phía dưới. Đây là nguyên nhân giảm góc
tiếp xúc tĩnh và sự gia tăng hiện tượng trễ góc tiếp xúc và đ bm dính cao.

Mt khuôn mẫu được tạo bằng phương
php khắc litô với bề mặt bằng Si với
trụ có đưng kính 14 µm và cao 30 µm
cch nhau 23, 105, và 210 µm.
3/ Chế tạo bề mặt


Mt sp nha khoa polyvinylsiloxane đã được p
dụng để làm bản sao âm cực.

Nó được phủ lên mẫu chính và bị ép với mt tấm
phẳng và sau đó được làm cứng 5 phút ở nhiệt đ
phòng.

Cc bản sao âm cực đã được lấp đầy với
nhựa epoxy lỏng với chất làm cứng.

Mẫu đã được chuyển đến mt buồng chân
không (dưới 750 mTorr trong 10 s) để loại
bỏ cc khí bị mắc kẹt trong nhựa epoxy và
điền đầy cc chỗ trống.



Sau khi làm cứng ở nhiệt đ phòng (24 gi ở 22 °C
hoặc 3h ở 50 °C), cc bản sao dương cực đã được
bóc ra từ bản sao âm cực.

Bản sao epoxy được đặt trong mt buồng chân
không ở 30 mTorr cch 2 cm trên mt tấm sưởi
được nạp 200 - 500 μg n-hexatriacontane.


N-hexatriacontane được bốc hơi bằng
cch nung nóng nó lên tới 120° C. Phạm
vi của vt liệu thăng hoa trên bề mặt mẫu
khoảng 0,08-0,20 μg/mm2. Sau khi bay
hơi, cc mẫu vt được đặt trong bình hút
ẩm ở nhiệt đ phòng trong 3 ngày cho ra
kết tinh của ankan.


Đã pht hiện ra rằng cnh hoa hồng kỵ nước có khc nhau bề mặt vi mô và cấu trúc nano .

Biểu hiện đ bm dính cao và thấp .

Hai cnh hoa hồng có cấu trúc nano trên vi cấu trúc .

Khoảng cch , chiều cao PB của vi cấu trúc là khc nhau .

Cnh hoa hồng siêu ky nước với đ bm dính cao có chiều cao PB nhỏ hơn và tăng gi trị mt
đ hơn những cnh hoa có đ bm dính thấp.
4/ Kết luận , ứng dụng


Chế tạo mt bề mặt phân cấp siêu kỵ nước với đ bm dính cao và thấp bắt chước cnh hoa
hồng bao gồm bề mặt cấu trúc micro , phủ với khối lượng sp khc nhau.

Cho thấy mt sự kết hợp của cấu trúc micro và cấu trúc nano có thể ảnh hưởng đến góc tiếp
xúc tĩnh và liên hệ với góc trễ và có thể sản xuất cc bề mặt với mức đ khc nhau về sợ nước
và đ bm dính.

Ứng dụng thương mại như cửa sổ tự làm sạch , sơn, và trong dệt may là cc bề mặt ma st thấp
cho dòng chảy và bảo tồn năng lượng
4/ Kết luận , ứng dụng
CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG
NGHE
CẢM ƠN THẦY VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG
NGHE