Omnifobik sıvı benzeri yüzeylerin sonokimyasal imalatı
Sonochemical fabrication of omniphobic liquid-like surfaces
- Tez No: 964027
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 75
Özet
Polar ve polar olmayan sıvıları dinamik olarak iten omnifobik sıvı benzeri yüzeylere, geniş bir uygulama alanında ihtiyaç duyulmaktadır. Aşılanmış polidimetilsiloksan (PDMS) nanoskopik filmleri, esnek zincirleri ve düşük yüzey enerjilerinden kaynaklanan sıvı benzeri kayganlıkları nedeniyle özellikle büyük ilgi görmektedir. Bu tez, omnifobik kaplamalar üretmek için metil ile sonlandırılmış PDMS'nin ultrason destekli aktivasyonunu ve aşılanmasını incelemiştir. Ultrasonik bir homojenizatör tarafından üretilen yoğun ses dalgaları, reaktif olmayan ve inert bir PDMS'nin aktivasyonunu indükleyerek, bir saatten kısa sürede oda sıcaklığında aşılanmasına imkan tanımaktadır. Yaklaşık 4 nm kalınlığındaki aşılanmış PDMS filmleri, 20 ila 73 mN/m arasında değişen yüzey gerilimlerine sahip sıvılar için 17°'nin altında kayma açıları sergilemektedir. PDMS molekül ağırlığının, ultrason aktivasyonunun ve aşılama koşullarının etkileri sistematik olarak incelenmiştir. Kaplamalar, farklı testler altında mekanik, termal ve ortam kararlılığı göstermiştir. PDMS'nin dış mekan koşullarında sonokimyasal aktivasyonu ve ardından metrekarelerce gerçek dünya yüzeyine biriktirilmesi, önerilen yöntemin pratik potansiyelini göstermektedir. Ultrason esaslı aktivasyon, düşük maliyetli ve biyouyumlu malzemelerin ortam sıcaklığında prosesler ile işlenmesiyle geniş alanlarda sıvı benzeri omnifobik moleküler kaplamaların çok yönlü bir şekilde hazırlanmasını sağlamaktadır. Ultrason aktivasyon stratejisi, pratik uygulamalar için sıvı benzeri yüzeyler geliştirmek üzere yeni bir yol sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Omniphobic liquid-like surfaces dynamically repelling polar and nonpolar liquids are in urgent need for a diverse range of applications. Nanoscopic films of grafted polydimethylsiloxane (PDMS) have particularly attracted significant attention with their liquid-like slipperiness arising from their flexible chains and low surface energy. This thesis studied ultrasound assisted activation and grafting of methyl-terminated PDMS for generating omniphobic coatings. Intense sound waves generated by an ultrasonic homogenizer induce the activation of an unreactive and inert PDMS, allowing ambient grafting in less than an hour. The grafted PDMS films with a thickness of ~4 nm exhibit sliding angles below 17° for liquids with surface tensions ranging from 20 to 73 mN/m. Effects of PDMS molecular weight, ultrasound activation and grafting conditions were systematically investigated. The coatings exhibited significant mechanical, thermal and ambient stability under different tests. The sonochemical activation of PDMS under room temperature conditions and its subsequent deposition over square meters of real-world surfaces demonstrates the practical potential of the proposed method. Ultrasound activation enables versatile preparation of omniphobic liquid-like molecular coatings over large areas using inexpensive and biocompatible materials and ambient processes. The ultrasound activation strategy will provide a new pathway to develop liquid-like surfaces for practical applications.