وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
وب سایت موسسه فرهنگی و اطلاع رسانی تبیان
سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
امروزه روش های مختلفی برای سنتز پوشش های آب گریز ارائه شده است. با توجه به این روش های گوناگون، ساخت پوشش آب گریز غیر سمی و دوست دار محیط زیست با اثر بخشی فروان مورد توجه ویژه می باشد......
عکس نویسنده
عکس نویسنده
نویسنده : نگار تجملیان
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

نانو پوشش آبگریز در صنایع مختلف، دستاورد برتر دوره اول پژوهشسرای جوان منطقه 2

نانو پوشش آبگریز در صنایع مختلف، دستاورد برتر دوره اول پژوهشسرای جوان منطقه 2

دوازدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.

در این دوره از جشنواره تعداد 126  گروه در بخش های سمینار های علمی، غرفه های نمایشگاهی و مسابقات به عنوان گروه های برتر برگزیده و معرفی شدند.

بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره اول متوسطه

موضوع: نانو پوشش آبگریز در صنایع مختلف

نام مدرسه: پژوهشسرای جوان منطقه 2

نام استاد: خانم سوده شیری

دانش آموزان: حنانه زارع، فاطمه ابدان

چکیده:

امروزه روش های مختلفی برای سنتز پوشش های آب گریز ارائه شده است. با توجه به این روش های گوناگون، ساخت پوشش آب گریز غیر سمی و دوست دار محیط زیست با اثر بخشی فراوان مورد توجه ویژه می باشد.

در این پروژه با استفاده از رزین طبیعی کالوفن که صمغ درخت کاج می باشد و نانو ذره اکسید روی بعنوان ترکیبی که منجر به ایجاد خاصیت آب گریزی و افزایش مقاومت رنگ در برابر خوردگی می شود، برای ساخت پوشش آب گریز تلاش شد. 

مقدمه:

سطوح خود تمیزشونده، سطوح نانو ساختار آب گریزی هستند که بوسیله حرکت آب تمیز می شوند. در طبیعت بیش از 200 گونه گیاه، شناخته شده است که از قطرات آب و حرکت آن ها جهت تمیز کردن سطوح خود از آلودگی ها، استفاده می کنند. بهترین گونه از این گیاهان، نیلوفر آبی است. 

وجود رطوبت و نشت آب به زیرساخت های مختلف قطعات ساختمانی و صنعتی مسئله ای شناخته شده است. نشت آب و وجود رطوبت در صنایع مختلفی مانند صنعت ساختمان سازی، صنعت اتومبیل سازی، صنایع دریایی، سطوح فلزی و غیره می تواند مشکل ساز باشد. بنابراین هدف ما از ساخت نانو پوشش آبگریز آن است که با استفاده از سطوح آبگریز به افزایش دوام، کاهش هزینه ها و کاهش زمان مورد نیاز برای نظافت تجهیزات در صنایع مختلف ذکر شده و دیگر صنایع کمک کنیم و آن را مورد استفاده قرار بدهیم.  پوشش ها و رنگ های خود تمیزشوندۀ آبگریز، (همانطور که ذکر شد) به واسطۀ حرکت قطرات آب، از روی سطح خود، آلودگی های سطحی را می زدایند.

زمانی که یک سطح دارای بافت زبری در مقیاس نانومتری باشد، فصل مشترک بین هوا و آب در یک قطره که بر روی سطح قرار گرفته است، افزایش یافته و نیروی موئینگی بین قطره و سطح شدیداً کم می شود.  بنابراین، قطرۀ آب شکل کروی به خود می گیرد و امکان ایستایی ذرات آب روی سطح را از بین می رود و در نتیجه به طور کلی برای دست یابی به خاصیت آبگریزی در یک سطح، می توان از روش تولید رنگ ها و پوشش های آب گریز استفاده کرد.

رنگ های آبگریز مبتنی بر فناوری نانو:

 اصولا در رنگ های آبگریز از ترکیبات حاوی عناصر سیلیکون، مانند پلی اورگانو سیلیکان، اپوکسی پل یسیلوکسان و پلیمرهای حاوی فلوئورین استفاده می شود. زاویه تماسی که در اثر استفاده از این رنگ های آبگریز ایجاد می شود کمتر از 90 درجه است. استفاده از افزودنی های سیلان، اورگانوسیلان و فلوروسیلان می تواند این زاویه را به کمی بیشتر از 90 درجه (یعنی داشتن سطح با خاصیت  آبگریز) افزایش دهد. شدت آبگریزی پایین و همچنین پایداری کم از معایب این رنگ ها به شمار می رود.

در اینجاست که استفاده از فناوری نانو در رنگ های  آبگریز می تواند راه گشا باشد، تا بتوان به رنگ فوق آبگریز و با خواص مطلوب دست یافت استفاده از افزودن یهای نانومتری به منظور افزایش زبری سطح و در نتیجه افزایش زاویه تماس، دلیل استفاده از نانو ذرات با خاصیت آبگریز (مانند نانو ذرات سیلیکا) در رنگ است. عموما در رنگ های فوق آبگریز نانویی از نانوکامپوزیت های آلی- معدنی استفاده می شود.

به عنوان مثال در نمونه ای از رنگ های آبگریز مبتنی بر فناوری نانو از نانوکامپوزیت های آلی- معدنی (نانوکامپوزیت آکریلیک- سیلیکا) استفاده شده است، اندازه ذرات سیلیکا استفاده شده حدود 15 تا 30 نانومتر و اندازه نانوکامپوزیت تشکیل شده زیر 200 نانومتر است.

مزایای پوشش آبگریز مبتنی بر فناوری نانو:

• افزایش نفوذ رنگ بر روی سطح به دلیل استفاده از ذرات نانومتری

• افزایش چسبندگی رنگ های نانو بر روی سطح نسبت به رنگ های معمولی

• ضخامت بسیار کمتر رنگ نانو پوشیده شده بر روی یک سطح نسبت به رنگهای معمولی و در نتیجه صرفه جویی در مصرف رنگ

• سازگار بودن رنگ های نانو با محیط زیست

پس از مطالعه منابع مختلف اقدام به ساخت نانو پوشش آبگریز شد و امید بر این است که این نانو پوشش بتواند در آینده کمکی برای صنعت کشتی سازی و ساختمان سازی کشورمان باشد.

اهداف تحقیق:

هدف کلی:

ساخت پوشش آب گریز با استفاده از فناوری نانو در صنایع کشتی سازی و ساختمانی

اهداف ویژه (جزئی، اختصاصی):

• آشنایی با پوشش آب گریز

• آشنایی با مواد مورد استفاده در صنایع کشتی سازی و ساختمانی

• آشنایی با فناوری نانو

• آشنایی با اجزای تشکیل دهنده رنگ ها

• آشنایی با تانن 

• آشنایی با مواد و ترکیبات شیمیایی

اهداف کاربردی: 

• ایجاد سهولت در امر نظافت و تمیز کردن سطوح مختلف

• صرفه جویی در مصرف آب

• کاهش مصرف انرژی

• صرفه جویی در وقت

• صرفه جویی در هزینه های خرید شوینده های شیمیایی 

• کمک به حفظ توسعه پایدار و محیط زیست

سوالات پژوهشی: 

• تاثیر نانو ذرۀ اکسید روی بر پوشش آبگریز چیست؟

• نحوه ساخت نانو ذره اکسید روی چگونه است؟

• چگونه می توان با مصرف کمتر از آب به کمک نانو پوشش آبگریز از تمیز بودن و پاک بودن سطحی مطمئن شد؟

• بافت زبر نانو متری چه کمکی به سطح دارای پوشش آبگریز می کند؟

روش جمع آوری اطلاعات: 

• اینترنت 

• مقاله های معتبر علمی و دانشگاهی و کتب علمی

• گفتگو و صحبت با افراد مطلع و متخصص

برای مشاهده مجموعه فایل هایضمیمه اینجا کلیک کنید.

  

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: نگار تجملیان

تنظیم: نسرین صادقی

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین