دانلود ترجمه مقاله سطوح با دوام، ابر روغن گریز و فوق آبگریز خود ترمیم شونده از آلکیل سیلان فلورینه هیدرولیزه – وایلی 2011

سطوح با دوام، ابر روغن گریز و فوق آبگریز خود ترمیم شونده از آلکیل سیلان فلورینه هیدرولیزه و سیل سزکویی اکسان الیگومریک پلی هدرال دسیل فلورینات

Durable, Self-Healing Superhydrophobic and Superoleophobic Surfaces from Fluorinated-Decyl Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane and Hydrolyzed Fluorinated Alkyl Silane

سطوح دفع کننده مایعات توجه بسیار زیادی را هم در زمینه های علمی و هم در زمینه های صنعتی به خود جلب کرده است(1). آن ها اغلب بسته به مایع دفع شده به صورت فوق آب گریز ویا فوق روغن گریز در نظر گرفته می شوند. سطوح فوق آب گریز دارای زاویه تماس آب بزرگ تر از 150 درجه می باشند. آن ها دارای ویژگی های غیر چسبنده بودن، خود پاک کنندگی، و ضد آلودگی هستند. کاربرد های جدید و نوظهور آن ها شامل تفکیک روغن از آب(2)، تبدیل انرژی(3)، حفاظت از دستگاه های الکترونیک(4)، تعدیل چسبندگی سوبسترا- سلول در زمینه های زیست پزشکی(5) و کاهش مقاومت سیال برای دستگاه های میکروفلوییدیک و پرورش ابزیان می باشد. بر عکس،سطوح فوق روغن گریز نسبتا پیچیده می باشند، با این حال آن ها کاربرد های بالقوه زیادی در زمینه پاک سازی مواد شیمیایی خطرناک و الاینده های زیستی(7) دارند.

اگرچه مادامی که زاویه تماس با سیال روغنی بیش از 150 درجه باشد سطح جامد می تواند به صورت فوق اب گریز تلقی شود، ویژگی های سطحی بدست آمده با استفاده از اندازه گیری زاویه تماس با استفاده از روغن های مختلف میتواند متفاوت باشد. برای مثال، سطحی که در برابر سیالات روغنی فوق روغن گریز است،می تواند دارای قدرت دافعه کم تری داشته باشد و یا حتی توسط سایر سیالات روغنی با کشش سطحی پایین تر رطوبت پذیر باشد. ایجاد سطوح فوق روغن گریز اسان است با این حال، آماده سازی سطوح فوق روغن گریز در برابر سیالات روغنی که دارای کشش سطحی کم تر از 35 mNmباشد سخت تر می باشد.

بر طبق این نتایج، مکانیسم خود ترمیم شوندگی پوشش FD-POSS/FAS پیشنهاد شده است. با اسیب شیمیایی وارده به سطح،گروه های قطبی معرفی شدند که این مسئله منجر به افزایش انرژی ازاد سطحیو کاهش فوق اب گریزی و فوق روغن گریزی شد. حرارت دهی لایه پوشش موجب افزایش تحرک مولکول های POSS/FAS شد. به دلیل چرخش و حرکت مولکولی، گروه های قطبی در درون لایه پوشش پنهان می شوند و زنجیره های الکیل فلورینات در معرض سطح قرار گرفته و این موجب کاهش انرژی ازاد سطحی می شود. چرخش و حرکت مولکولی نیز در دمای پایین به دلیل Tgپایین رخ می دهد. چون مولکول های FD-POSS توسط رزین FAS هیدرولیز شده احاطه شده است، حرکت آن ها به شدت محدود می شود. در نتیجه، پوشش در حالت ذوب پایدار است. هشت زنجیره الکیل فلورینات انعطاف پذیر از مولکول FD-POSS در حرکت چرخش مولکول نقش دارند در حالی که POSS بزرگ مانع از حرکت مولکول های FD-POSS در طی ذوب می شود. به طور خلاصه، نتایج نشان داد که پارچه های پوشش دهی شده با FAS هیدرولیز شده حاوی FD-POSS دارای سطح دفع کننده مایع خود ترمیم با مقاومت عالی در برابر UV، اسید، و سایش شدید است.این پوشش برای توسعه پوشاک جدید با کاربرد های مختلف و مقاوم مفید است.

Super-liquid-repellent surfaces have attracted much attention in both scientific and industrial areas.[1] They are often deemed superhydrophobic or superoleophobic depending on the liquid to be repelled. Superhydrophobic surfaces have a water contact angle greater than 1508. They have interesting nonsticking, self-cleaning, and anti-contamination functions. The emerging applications include separation of oil from water,[2] energy conversion,[3] protection of electronic devices,[4] adjusting cell/substrate adhesion in the biomedical area,[5] and reducing fluid resistance for aquaculture and microfluidic devices.[6] In contrast, superoleophobic surfaces can be rather complicated, but they have great potential applications in antifouling from hazard chemicals and biological contaminants.[7] Although any solid surface can be characterized as superoleophobic as long as its contact angle with an oily fluid is greater than 1508, the surface properties revealed from the contact angle measurement using different contacting oils could be considerably different. For example, a surface that is superoleophobic to certain oily fluids may have lower repellency or even be wettable by other oily fluids of a lower surface tension. It is normally easy to make a surface super-repellent to oils of a high surface tension, but difficult to prepare superoleophobic surfaces against oily fluids that have a surface tension below 35 mNm1 .

According to these results, the self-healing mechanism of the FD–POSS/FAS coating was proposed. Upon damaging the surface chemically, polar groups were normally introduced, resulting in reduced surface hydrophobicity/oleophobicity and increased surface free energy. Heating the coating layer increased the mobility of the FD–POSS molecules. As a result of molecular rotation and movement, the polar groups introduced tended to be hidden inside the coating layer, and more fluorinated alkyl chains were exposed to the surface, minimizing the surface free energy. The molecular rotation and movement could also take place at a lower temperature (e.g. room temperature) because of the low Tg (see the Supporting Information). Since the FD–POSS molecules are surrounded by hydrolyzed FAS resin, their movement is restricted considerably. As a result, the coating is stable even at the melting state. The eight flexible fluorinated alkyl chains of the FD–POSS molecule function to lubricate the molecule rotation, while the large POSS cage hinders the movement of FD–POSS molecules during melting. In summary, we have demonstrated that fabrics coated with hydrolyzed FAS containing well-dispersed FD–POSS have a remarkable self-healing super-liquid-repellent surface with excellent durability against UV, acid exposure, repeated machine washes, and severe abrasion. Such a functional coating may be useful for the development of innovative protective clothing for various applications.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

سطوح با دوام، ابر روغن گریز و فوق آبگریز خود ترمیم شونده از آلکیل سیلان فلورینه هیدرولیزه و سیل سزکویی اکسان الیگومریک پلی هدرال دسیل فلورینات

Durable, Self-Healing Superhydrophobic and Superoleophobic Surfaces from Fluorinated-Decyl Polyhedral Oligomeric Silsesquioxane and Hydrolyzed Fluorinated Alkyl Silane