Fabrication of polydimethylsiloxane microstructures for hydrophobic surfaces
Hidrofobik yüzeyler için polidimetilsiloksan mikro yapılarının imalatı
- Tez No: 715344
- Danışmanlar: PROF. DR. HASAN SADIKOĞLU, DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMED ENES ORUÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 60
Özet
Süperhidrofobik özelliği ile adından sıkça söz ettiren lotus çiçeğinin bataklık gibi bir ortamda temiz kalabilmesi, yaprak yüzeyindeki mikro boyuttaki pürüzlülükten kaynaklanmaktadır. Bilim ve endüstri, bu su itici davranışı taklit etmek için çok uğraşmış olsa da, basit ve hızlı bir yöntem bulmak zor olabilmektedir. Bu amaçla, inert, toksik olmayan, elastik, termal olarak kararlı ve biyolojik olarak uyumlu olan polidimetilsiloksanın (PDMS) hidrofobikliğini artırmak için basit bir yumuşak litografik çift döküm yöntemi geliştirdik. İlk olarak, buhar tavlama işlemi ile PDMS ana kalıpları üretilmiştir. Daha sonra, ana kalıpların (tridekafloro-1,1,2,2-tetrahidrooktil) triklorosilan ile yapışma önleyici bir işlemden sonra çift döküm tekniği ile PDMS kopyaları üretildi. Bu çalışmanın bir diğer temel amacı, farklı silikon elastomer bazı ve kürleme ajanı oranlarının buharla tavlanmış ana kalıp ve kopyaların morfolojisi üzerindeki etkisinin incelenmesidir. Numunelerin karakterizasyonu Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), X-ışını Fotoelektron Spektroskopisi (XPS) ve temas açısı ölçümü kullanılarak yapılmıştır. Morfolojik analizin sonucu, farklı oranların ortalama delik boyutunu ve ana kalıbın yüzey pürüzlülüğünü değiştirdiğini göstermiştir. Ayrıca 20:1 oranında buharla tavlanmış ana kalıp kullanılarak üretilen kopya yüzeyinin lotus yaprağı benzeri mikro yapılara sahip olduğu görülmektedir. Buna ilaveten, 170°'den büyük statik su temas açısına ve 2°'den küçük kayma açısına sahiptir. XPS sonuçları, kopyaların yüzeylerinde flor varlığını doğruladığından, hidrofobik iyileştirme hem florlu silanla kimyasal işlemin hem de fiziksel olarak artan pürüzlülüğün sonucudur.
Özet (Çeviri)
The ability of the lotus flower, which is frequently mentioned for its superhydrophobic feature, to remain pure in an environment such as a swamp is due to the micro-sized roughness on its leaf surface. Although science and industry have done extensive work to mimic this water repellent behavior, finding a straightforward and rapid method can be challenging. For this purpose, we have improved a simple soft lithographic double-casting method to raise the hydrophobicity of polydimethylsiloxane (PDMS), which is inert, non-toxic, elastic, thermally stable, and biocompatible. Firstly, PDMS master molds have been fabricated via the steam annealing process. Then, PDMS replicas have been produced via the double casting technique following an anti-adhesive treatment of the master molds with (tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl) trichlorosilane. Another central objective of this study is to investigate the effect of different base silicone elastomer and curing agent ratios on the steam annealed master mold and replicas morphologies. The characterization of the samples has been done using Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), and contact angle measurement. The results of the morphological analysis indicate that the different ratios vary the average hole size and the surface roughness of the master mold. Also, it shows that the surface of the replica, which was produced using a steam annealed master mold with a 20:1 ratio, has lotus-leaf-like microstructures. Moreover, it has a static contact angle of more than 170° and a sliding angle of less than 2°. As XPS results confirmed the presence of fluorine on replica surfaces, it is concluded that the hydrophobic improvement is the result of both chemical treatment with fluorine silane and physically increased roughness.
Benzer Tezler
- Optoelektronik uygulamalar için kararlı nanokristal filmlerin üretilmesi
Fabrication of stable nanocrystal films for optoelectronic applications
SEMA KARABEL ÖCAL
Doktora
Türkçe
2023
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES
PROF. DR. EVREN MUTLUGÜN
- Biyopolimerik nanopartiküllerin sentezi için yeni bir mikroakışkan cihazın tasarımı ve üretimi
Design and fabrication of a new microfluidic device for synthesis of biopolymeric nanoparticles
MEHMET DOĞAN AŞIK
Doktora
Türkçe
2017
Bilim ve TeknolojiHacettepe ÜniversitesiNanoteknoloji ve Nanotıp Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECDET SAĞLAM
DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN
- Kağıt mikroyapısının transfer edilmesiyle yüksek dayanımlı süperhidrofobik kaplamaların üretilmesi
Fabrication of highly robust superhydrophobic coatings by transferring the microstructure of paper
NUSRET ÇELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES
- Young's modulus characterization of polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic chips for viscosity measurements
Viskozite ölçümleri için tasarlanmış polidimetilsiloksan (PDMS) mikroakışkan çiplerinin young modülü karakterizasyonu
CEYDA KÖKSAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CAN ERTEN
DOÇ. ONUR FERHANOĞLU
- Design and development of on-chip dep based antibiotic permeability device
Çip üzerine dielektroforez dayalı antibiyotik geçirgenlik cihazının tasarımı ve geliştirilmesi
JASPREET KAUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA DOĞAN GÜZEL