---

در سال‌های اخیر، تحقیقات زیادی برای تولید سطوح اَبر آب‌گریز انجام گرفته است. لغزش روی این سطوح باعث ایجاد خاصیت خود تمیز شوندگی و کاهش پسای اصطکاکی می‌شود. یکی از روش‌های تولید این سطوح، ایجاد زبری‌های سلسله‌ای با استفاده از ساختارهای میکرومتری و نانومتری بوده که با یک ماده با انرژی سطحی کم پوشش داده می‌شوند. پلی تترافلورواتیلن )تفلون( یک ماده با انرژی سطحی پایین بوده که به علت استحکام مکانیکی و شیمیایی مناسب، در این تحقیق مورد استفاده قرارگرفته است. جهت تولید سطح اَبر آب‌گریز ابتدا با استفاده از فرآیند افشاندن یک لایه تفلون با ضخامت مناسب بر روی ورق آلومینیوم ایجاد شده و پودر آلومینیوم میکرومتری، به روش شناورسازی ، بر روی لایه تفلون لایه نشانی شده است. سپس جهت کاهش انرژی سطحی مجدداً از افشاندن تفلون بر روی پودرهای میکرومتری استفاده شده است. در نهایت جهت ایجاد ساختارهای نانومتری اکسید سیلیسیم آب‌گریز روی سطح لایه نشانی شده و اثرات ضخامت لایه تفلون، اندازه ذرات میکرومتری و به‌کارگیری نانو ذرات آب‌گریز بر روی خواص سطح مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان‌دهنده آن است که به‌کارگیری ذرات میکرومتری علاوه بر ایجاد زبری، از صاف شدن سطح طی فرآیند پخت تفلون جلوگیری کرده و با تولید ترک‌ها و زبری‌های ثانویه باعث افزایش زاویه استاتیکی و کاهش زاویه دینامیکی شده است. در انتها پس از اصلاح ساختار سطح با پودرهای آلومینیوم و پوشش آن با یک لایه تفلون و سپس لایه نشانی اکسید سیلیسیم آب‌گریز زاویه تماسی ۳±۱۶۵ درجه و زاویه دینامیکی کمتر از ۷ درجه به‌ دست ‌آمده است.

---

سطوح فوق آبگریز سطوحی هستند که به علت وجود لغزش از خاصیت خود تمیز شوندگی بالایی برخوردار بوده و در کاربردهایی مثل کاهش پسای اصطکاکی، ضد خوردگی، ضد جلبک و خودتمیزشوندگی استفاده می شوند. امروزه روش‌های مختلفی برای ایجاد چنین سطوحی وجود دارد. با این وجود چالش اصلی، تولید سطح آبگریز در مقیاس وسیع و بر روی زیرپایه‌های مختلف است. یکی از روش های تولید سطوح فوق آب گریز، آب گریز کردن ذرات و سپس لایه نشانی آن ها بر روی سطح می باشد. در این تحقیق از دو روش غوطه وری و فاز بخار چرخشی جهت آبگریز کردن ذرات آلومینوم پولکی استفاده شده است. دو زمان واکنش مختلف که در مراجع مورد استفاده قرار میگیرد مورد ارزیابی قرار گرفته و نتایج حاصل از روش غوطه وری و فاز بخار چرخشی برای دو اندازه مختلف پودر ارائه شده است. نتایج نشان دهنده آن است که روش فاز بخار چرخشی می‌تواند جایگزین مناسبی برای سایر روش‌های مرسوم از جمله روش غوطه‌وری بوده و استفاده از این روش مقرون به صرفه تر است. همچنین بررسی پایداری نمونه های آب گریز تولید شده نشان دهنده آن است که اندازه ذرات مورد استفاده در فرآیند آبگریزی مهم بوده و زمان واکنش ۶ ساعت، به عنوان زمان مناسب پوشش دهی به دست آمده است.

---

سطوح فوق آب‌گریز به عنوان روشی اساسی جهت کاهش پسای اصطکاکی اجسام غوطه ور در آب مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. ارزیابی دقیق و پیش‌بینی مقدار کاهش پسای ناشی از به کارگیری این سطوح نیازمند اندازه گیری های هزینه بر، شبیه سازی های عددی و یا توسعه مدل‌ها و روابط قابل اعتماد می باشد. در این مقاله یک مدل برای محاسبه ضریب اصطکاک پوسته‌ای و کاهش پسای سطوح تخت فوق‌آب‌گریز ارائه می شود. از داده‌های پیشین مربوط به ضریب اصطکاک پوسته‌ای سطوح تخت با شرایط مرزی عدم لغزش استفاده شده و مدلی ارائه می شود که به کمک آن بتوان کاهش پسای اصطکاکی و ضریب اصطکاک پوسته ای این سطوح را پس از اعمال پوشش های فوق آب گریز محاسبه نمود. با استفاده از شبیه‌سازی عددی، نتایج مدل با نتایج شبیه‌سازی جریان سیال روی صفحه تخت در سرعت‌های مختلف مقایسه شده و اعتبار مدل تایید شده است. نتایج مدل و شبیه سازی نشان دهنده آن است که در سرعت‌های ورودی ۱، ۵ و ۲۵ متر بر ثانیه و طول لغزش ۵۰ میکرون، کاهش پسای اصطکاکی به ترتیب ۱۵، ۴۱ و ۷۷ درصد انتظار می‌رود. همچنین، با افزایش عدد رینولدز جریان، کاهش اصطکاک پوسته‌ای افزایش می یابد. مدل توسعه داده شده برای سطوح تخت اعتبارسنجی شده و توانایی آن در محاسبه ضریب اصطکاک پوسته ای و نیروی پسای این سطوح به دقت مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال برای بررسی اعتبار مدل برای سطوح با انحنا و طول لغزش متغیر، تحقیقات بیشتری نیاز می باشد.