Geri Dön

Organically modified silica based nanomaterials for functional surfaces

Fonksiyonel yüzeyler için organik olarak modifiye edilmiş silika nanomalzemeler

PDF İndir

  1. Tez No: 312865
  2. Yazar: HÜLYA BUDUNOĞLU
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Bilim ve Teknoloji, Science and Technology
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2012
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
  10. Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 144

Özet

Organik olarak modifiye edilmiş silikalar (ormosiller) organik ve inorganiklerin birleşimi özelliklerinden dolayı eşsiz malzemelerdir. Ormosiller içeriklerinde sert Si-O-Si bağlarında azalma sağlayan, esnek karakter kazandıran en az bir hidrolize olmayan organik grup bulundururlar. Böylece ormosiller hem organiklerin esnekliğini hem de inorganiklerin dayanıklılığını gösterirler. Organik grup ormosilinfonksiyonunu belirler, böylece uygun organik modifikasyonlarla özellikleri ayarlanabilir.Ormosiller kolayca sol-jel tekniğinin ılıman koşullarında hazırlanabilirler ve değişik yüzeylere düşük maliyetli ve basit tekniklerle ygulanabilirler.Bu tezde süperhidrofilik-süperhidrofobik, ışığı geri yansıtmayan-buğulanmayan, korozyon önleyici ve buzlanma önleyici (geciktirici) fonksiyonel kaplamalar, ormosil'lerve ince film formundaki nano-kompozitleri kullanılarak hazırlanmıştır. Metiltrimetoksisilan (MTMS) içsel hidrofobik doğasından dolayı bütün filmlerin sentezinde kullanılmıştır. Bu monomer herhangi bir yüzey modifikasyonuna gerek duyulmadan, normal sıcaklık ve basınçta gözenekli film oluşmasını sağlamaktadır.Su temas a¸cıları 179.9°'ye ulaşan ve gözenekliliği % 86 olan, esneklik, termal dayanımı yüksek, 600°C'de fırınlandıktan sonra süperhidrofiliğe geçiş yapma özelliğine sahip süperhidrofobik ormosil aerojel ince filmler faz ayrışması olmuş MTMS kolloidal s¨uspansiyonlarından hazırlanmıştır. Yüksek mekanik dayanımı olan, % 99.6 kadar yüksek ışık geçirgenliğine sahip, esnek ve 600°C'den sonra buğulanmama özelliğine geçiş yapan ışığı geri yansıtmayan filmler MTMS ve tetraetilortosilikat'ın birlikte jelleşmesiyle elde edilmiştir. Cama kıyasla dörtkat daha az korozyona uğrayıp korozyona karşı bariyer görevi görerek cam sübstratı alkalin korozyonundan koruyan cam için korozyon önleyici filmler ZnO ve ZrO2 nanoparçacıklarının gözenekli ve gözeneksiz ormosil film nanokompozitlerinin hazırlanmasıyla oluşturulmuştur. Buzlanma geciktirici kaplamaların hazırlanmasında şimdiye kadar bahsedilen ormosil filmerin değişik kombinasyonlarıkullanılmıştır ve temas açısı, temas açısının soğutma karşısında dayanıklılığı, yüzey prüzlülüğü ve donma zamanları arasındaki bağıntı incelenmiştir. Donma süresi boş camla kıyaslandığında ormosil kaplamalarda yüz kattan fazla artış gözlemlenmiştir.

Özet (Çeviri)

Organically modified silicas (ormosils) are unique materials due to their combined properties achieved from organics and inorganics. Ormosils contain at least one non-hydrolysable organic groups which results in a decrease of rigid Si-O-Sibonds, introducing a flexible character. Therefore, ormosils exhibit both flexibility of organics and atmospheric stability of inorganics. Organic group determines the functionalities of ormosils, thus their properties can be adjusted by choice ofappropriate organic modification. Ormosils can be easily prepared in mild conditions of sol-gel technique, and can be applied on different surfaces by low cost and simple techniques.In this thesis, we prepared superhydrophobic-superhydrophilic, antireflectiveantifogging, anticorrosion and antiicing (ice retarding) functional surfaces using organically modified silica and its nano-composites in thin film form.Methyltrimethoxysilane (MTMS) is used in the synthesis of all films due to its intrinsically hydrophobic nature. This monomer is found to enable porous film formation without any modifications at ambient temperature and pressure. Superhydrophobic ormosil aerogel films with water contact angles reaching 179.9° and porosity of 86 % have been prepared using phase separated colloidal suspensions of MTMS, which exhibited flexibility, thermal stability and superhydrophilictransition after annealing at 600 °C. Antireflective films with high mechanical stability are prepared from co-condensation of MTMS with tetraethylorthosilicate monomer, which exhibited transmission as high as 99.6 % with flexibility and transition to antifogging after annealing at 600 °C. Anticorrosion films for glass surfaces have been prepared by encapsulation of ZnO and ZrO2 nanoparticles toyield nano-composites of porous and nonporous ormosil films, which resulted in four times less corrosion compared to bare glass and acts as a barrier layer for corrosion of glass substrates against alkaline corrosion. In formation of antiicing coatings various combinations of ormosil films mentioned are used and correlation between contact angle, stability of contact angle against cooling, surface roughnessand freezing times are investigated. Compared to bare glass, freezing times are increased two order of magnitudes.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    395483

    Organically modified silica nanostructures based functional coatings for practical applications

    Organik olarak modifiye edilmiş nanoyapili malzemeden fonksiyonel yüzey elde edilmesi ve onların praktikal uygulamalı için çözümleri

    URANDELGER TUVSHİNDORJ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET BAYINDIR

  2. Tez No

    847237

    Swellable organically modified silica as a novel catalyst scaffold for catalytictreatment of water contaminated with trichloroethylene

    Trikloretilen ile kirlenmiş suyun katalitik arıtımı için yeni bir katalizör destek malzemesi olarak şişebilen organik olarak modifiyeli silika

    GÖKHAN ÇELİK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Kimya MühendisliğiThe Ohio State University

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. UMİT S. OZKAN

  3. Tez No

    335614

    Formation of pyrene excimers in mesoporous organically modified silica thin films for visual detection of nitroaromatic explosives

    Nitroaromatik patlayıcıların gözle görülebilir tespiti için mezo boşluklu organik olarak modifiye edilmiş silika ince filmlerde pyren ekzimerlerinin oluşumu

    PINAR BEYAZKILIÇ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Bilim ve Teknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET BAYINDIR

  4. Tez No

    297777

    Application of ultrasound to the morphology control of crystals and deposition of nanoparticles

    Sesüstü dalgalarının kristal morfolojisi kontrolüne ve nanoparçacık depozisyonuna uygulanması

    RECEP KAŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    KimyaKoç Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR BİRER

  5. Tez No

    418735

    Micro and nanotextured polymer fibers for open microfluidics

    Mikro ve nanoyapılı fiber tabanlı açık mikroakışkanlar

    MUHAMMAD YUNUSA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Metalurji Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    PROF. MEHMET BAYINDIR

Geri Dön