جستجو در مقالات منتشر شده
۵ نتیجه برای انرژی سطح
دوره ۷، شماره ۴ - ( ۱۰-۱۴۰۲ )
چکیده
موضوع تحقیق: سطوح پلی‌اتیلن را اغلب به دلایل مختلفی همانند پاکسازی و حکاکی سطح، تغییر عملکرد سطح و رسوب سطحی اصلاح می‌کنند. یکی از سطوحی که در کاربردهای ظروف بادی می‌بایست اصلاح شود تا چسبندگی مناسب برچسب‌ها به آن محقق شود، سطوح بطری‌های شوینده‌های بهداشتی است که مورد هدف این پژوهش است. در این مقاله از دستگاه پلاسمای جرقه لغزان در فشار اتمسفر با گاز هوا برای اصلاح سطح ورقه‌های پلی‌اتیلن به منظور ایجاد تغییر در ساختار آنها استفاده شده‌است.
روش تحقیق: به منظور بررسی تغییرات ایجاد شده در شیمی و فیزیک سطح پلی‌اتیلن بعد از اصلاح پلاسمایی از آزمون های مختلفی مانند آزمون‌هایAFM ، SEM وXPS استفاده شده‌است. همچنین آزمون طیف‌سنجی گسیل نوری(OES) برای شناسایی عناصر پلاسما استفاده شده‌است.
نتایج اصلی: زاویه تماس بین قطره آب و سطح پلی‌اتیلن بعد از ۴۰ ثانیه اصلاح به۹۶/۴۶ درجه رسیده‌است، در حالی که این زاویه تماس قبل از اصلاح پلاسمایی ۵۳/۶۶ درجه بوده‌است. کاهش در اندازه زاویه تماس قطره آب و سطح نمونه، بیانگر آبدوست شدن سطح پلی‌اتیلن بعد از اصلاح پلاسمایی است. با استفاده از روش Owens-Wendt-Rabel Kaelble انرژی سطحی پلی‌اتیلن قبل و بعد از اصلاح پلاسمایی محاسبه شده‌است. انرژی سطحی پلی‌اتیلن ازmj.m-۲ ۲۰/۴۲ در نمونه کنترل به mj.m-۲ ۳۲/۶۰ در نمونه اصلاح شده افزایش پیدا کرده‌است. افزایش در زبری سطح نمونه اصلاح شده با پلاسمای جرقه لغزان توسط آزمون AFM تأیید شد. زبری سطح پلی‌اتیلن در نمونه کنترل nm۱۸/۴۷ بوده درحالی که، زبری در نمونه اصلاح شده به nm ۸۶/۵۹ افزایش یافته‌است. آزمون XPS حضور گروه‌های‌عاملی اکسیژن‌دار و نیتروژن‌دار را روی سطح نمونه اصلاح شده تأیید کرد. همچنین این آزمون تشکیل پیوندهای C−C=O و C−O−C را در سطح پلی‌اتیلن اصلاح شده، نشان داد.
نوروز محمد نوری، محمد سعادت بخش، رامین باقری،
دوره ۱۵، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۴ )
چکیده
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.
عبدالعظیم دهقانی، مصطفی جمشیدیان، محمد سعید طلایی، محمد سیلانی،
دوره ۱۷، شماره ۱۱ - ( ۱۱-۱۳۹۶ )
چکیده
پژوهش حاضر به بررسی انرژی سطح نانوصفحات فلزی به عنوان اساسی‌ترین مفهوم ترمودینامیکی نانوساختارها با استفاده از یکی از کارآمدترین ابزارهای محاسباتی موجود در حوزه علوم نانو یعنی شبیه‌سازی دینامیک مولکولی پرداخته است. هرگاه خواص فیزیکی و شیمیایی نانوساختارها مورد بحث قرار می‌گیرد، انرژی سطح یکی از پارامترهای کلیدی است. این پارامتر در مقیاس نانو از اهمیت زیادی برخوردار است، چراکه در این مقیاس نسبت سطح به حجم بسیار بزرگ بوده و در نتیجه خواص نانوساختارها به‌طور قابل توجهی متفاوت با مقیاس مهندسی است. در پژوهش حاضر، انرژی سطح نانوصفحات فلزی طلا و نقره با شبیه‌سازی‌های دینامیک مولکولی بررسی شده و وابستگی آن به اندازه نشان داده شده است. بدین منظور انرژی سطح نانوصفحات فلزی با ضخامت‌های مختلف محاسبه گردید و نشان داده شد که برای نانوصفحات فلزی بسیار نازک با ضخامت‌های به اندازه کافی کوچک در محدوده چند نانومتر، انرژی سطح به ضخامت نانوصفحه وابسته بوده و با کاهش ضخامت نانوصفحه، انرژی سطح کاهش می‌یابد. با بررسی چگالی انرژی آزاد اضافی ناشی از اثرات سطح در لایه‌های مختلف در نانوصفحات بسیار نازک مشخص شد که این وابستگی به اندازه ناشی از کاهش این انرژی اضافی در لایه‌های سطحی و افزایش آن در لایه‌های درونی است که در کل باعث کاهش انرژی سطح نانوصفحه می‌شود.
یاسر میرزایی،
دوره ۱۸، شماره ۲ - ( ۲-۱۳۹۷ )
چکیده
حل تحلیلی ارتعاشات آزاد پیچشی نانو ذرات کروی با بکارگیری تئوری الاستیسیته سه بعدی دقیق همراه با مدل گورتین- مرداک برای وارد نمودن اثرات سطح مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بدست آوردن معادلات حرکت، معادلات ناویر برای یک محیط مادی نوشته شده و با استفاده از جداسازی هلمهولتز، معادلات ناویر به معادلات برداری موج تبدیل شده است سپس با استفاده از فرضیاتی که برای حرکت پیچشی کره مفروض است معادلات برداری موج در سیستم مختصات کروی بصورت دقیق حل شده و میدانهای جابجایی و تانسور تنش استخراج شده است. در ادامه با استفاده از تئوری گورتین- مرداک، اثرات انرژی سطح که بنوعی مبین اندازه نانو برای کره است در شرایط مرزی مساله وارد می‌شود. نهایتا با اعمال شرایط مرزی معادله مشخصه فرکانسی استخراج می‌شود. با در نظر گرفتن نانو کره از جنس آلومنیوم و دو نوع سطح مختلف متاثر از جهت‌های کریستالوگرافی، چندین مثال عددی مورد بررسی قرار گرفته است تا تاثیر انرژی سطح و به ویژه اندازه شعاع داخلی نانو کره بر روی فرکانس‌های طبیعی پیچشی سیستم نشان داده شود. مشاهده می‌شود برای نانو کره آلومنیوم با اندازه کمتر از ۵۰ نانومتر تاثیرات انرژی سطح بر فرکانس طبیعی قابل توجه است
سیدعلیرضا اشرف‌نیا، مصطفی جمشیدیان،
دوره ۱۹، شماره ۴ - ( ۱-۱۳۹۸ )
چکیده
ویژگی‌های منحصربه‌فرد نانوساختارها عمدتاً ناشی از نسبت سطح به حجم بالای آنها است. یکی از مهم‌ترین کمیت‌ها برای بررسی ویژگی‌های سطحی مواد، انرژی سطح آنها است. از این رو، محاسبه انرژی سطح برای درک صحیح رفتار و ویژگی‌های مواد نانوساختار امری ضروری است. پژوهش حاضر به بررسی انرژی سطح وابسته به اندازه نانوذرات و نانوحفرات کریستالی فلزات آلومینیوم، نقره، مس و آهن می‌پردازد. بدین منظور برای هر فلز، نانوذرات و نانوحفرات کروی با شعاع‌های مختلف به روش دینامیک مولکولی شبیه‌سازی شده و انرژی سطح آنها به دست آمده است. نتایج شبیه‌سازی نشان می‌دهد که برای نانوذرات و نانوحفرات با شعاع‌های به اندازه کافی کوچک در محدوده چندنانومتر، انرژی سطح به اندازه نانوساختار وابسته است. برای نانوذرات کروی، انرژی سطح با افزایش شعاع نانوذره افزایش می‌یابد، در حالی که برای نانوحفرات کروی با افزایش شعاع حفره، انرژی سطح کاهش پیدا می‌کند. همچنین، تغییرات انرژی سطح بر حسب اندازه برای نانوحفرات، شدیدتر از نانوذرات است. انرژی سطح نانوذرات و نانوحفرات با افزایش شعاع به یک مقدار حدی نزدیک می‌شود که این مقدار حدی، انرژی سطح تخت کریستالی یا انرژی سطح گیبس با جهت‌گیری کریستالی دارای بیشترین انرژی سطح است.
