محققان دانشگاه صنعتی مالک اشتر، پوشش خودتمیزشونده‌ی چند لایه‌ای تولید نموده‌اند که در صنایع تولید شیشه، ساختمان‌سازی و خودروسازی کاربردی خواهد بود. این پوشش نسبت به پوشش تیتانیا، خواص آبدوستی و فوتوکاتالیستی پایدارتر و شفافیت بسیار بالاتری دارد.
ساخت پوشش‌های خودتمیزشونده در دانشگاه صنعتی مالک اشتر
محققان دانشگاه صنعتی مالک اشتر، پوشش خودتمیزشونده‌ی چند لایه‌ای تولید نموده‌اند که در صنایع تولید شیشه، ساختمان‌سازی و خودروسازی کاربردی خواهد بود. این پوشش نسبت به پوشش تیتانیا، خواص آبدوستی و فوتوکاتالیستی پایدارتر و شفافیت بسیار بالاتری دارد.
در سال‌های اخیر، ویژگی خودتمیزشوندگی لایه‌های نازک تیتانیا و تیتانیا-سیلیکا (TiO2/SiO2)، جهت کاربرد در صنایع ساختمان‌سازی و وسایل نوری، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. تحقیقات نشان داده است که ویژگی‌های آبدوستی، فوتوکاتالیستی و در نتیجه خودتمیزشوندگی فیلم نازک سیلیکا-تیتانیا، تنها تحت تابش نور فرابنفش (UV) رخ می‌دهد. اما در کاربردهای عملی، تابش نور فرابنفش به سطح، همیشه رخ نمی‌دهد. در این مطالعه، سعی شده است پوششی سه لایه از سیلیکا-تیتانیا-سیلیکا (SiO2/TiO2/SiO2) بر روی زیرلایه شیشه تولید شود، که اثر خودتمیزشوندگی خود را در یک مکان تاریک، برای مدت زمان طولانی حفظ کند.
خواص آبدوستی و فوتوکاتالیستی فیلم تولید شده، در مقایسه با پوشش تک لایه‌ی تیتانیا و دو لایه‌ی سیلیکا- تیتانیا، افزایش چشمگیری دارد و از شفافیت نوری بالاتری برخوردار است. این ویژگی‌ها سبب بهبود قابل توجه خاصیت خودتمیزشوندگی این فیلم می‌شود و آن را برای کاربردهای ساخت‌و‌ساز، خودروسازی و وسایل نوری، بسیار مناسب می‌سازد.
به گفته عباسعلی آقایی، کارشناس ارشد مهندسی مواد از دانشگاه صنعتی مالک اشتر، در این طرح، پوشش سه لایه با استفاده از روش رسوب فیزیکی بخار به کمک پرتو الکترونی (EB-PVD) بر زیر لایه شیشه رسوب داده شده است. این پوشش، پس از نگهداری در یک مکان تاریک در مقایسه با فیلم سیلیکا-تیتانیا، خاصیت آبدوستی خود را بهتر حفظ می‌کند. از طرفی، فیلم سه لایه که یک لایه سیلیکا در بالای آن قرار گرفته است، فعالیت فوتوکاتالیستی بالاتری نسبت به فیلم دولایه دارد.
در سال‌های اخیر، ویژگی خودتمیزشوندگی لایه‌های نازک تیتانیا و تیتانیا-سیلیکا (TiO2/SiO2)، جهت کاربرد در صنایع ساختمان‌سازی و وسایل نوری، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. تحقیقات نشان داده است که ویژگی‌های آبدوستی، فوتوکاتالیستی و در نتیجه خودتمیزشوندگی فیلم نازک سیلیکا-تیتانیا، تنها تحت تابش نور فرابنفش (UV) رخ می‌دهد. اما در کاربردهای عملی، تابش نور فرابنفش به سطح، همیشه رخ نمی‌دهد. در این مطالعه، سعی شده است پوششی سه لایه از سیلیکا-تیتانیا-سیلیکا (SiO2/TiO2/SiO2) بر روی زیرلایه شیشه تولید شود، که اثر خودتمیزشوندگی خود را در یک مکان تاریک، برای مدت زمان طولانی حفظ کند.
خواص آبدوستی و فوتوکاتالیستی فیلم تولید شده، در مقایسه با پوشش تک لایه‌ی تیتانیا و دو لایه‌ی سیلیکا- تیتانیا، افزایش چشمگیری دارد و از شفافیت نوری بالاتری برخوردار است. این ویژگی‌ها سبب بهبود قابل توجه خاصیت خودتمیزشوندگی این فیلم می‌شود و آن را برای کاربردهای ساخت‌و‌ساز، خودروسازی و وسایل نوری، بسیار مناسب می‌سازد.
به گفته عباسعلی آقایی، کارشناس ارشد مهندسی مواد از دانشگاه صنعتی مالک اشتر، در این طرح، پوشش سه لایه با استفاده از روش رسوب فیزیکی بخار به کمک پرتو الکترونی (EB-PVD) بر زیر لایه شیشه رسوب داده شده است. این پوشش، پس از نگهداری در یک مکان تاریک در مقایسه با فیلم سیلیکا-تیتانیا، خاصیت آبدوستی خود را بهتر حفظ می‌کند. از طرفی، فیلم سه لایه که یک لایه سیلیکا در بالای آن قرار گرفته است، فعالیت فوتوکاتالیستی بالاتری نسبت به فیلم دولایه دارد.
طرح کلی از اثر خودتمیزشوندگی روی پنجره‌های شیشه‌ای با پوشش تیتانیا
وی مراحل انجام این تحقیق را اینگونه عنوان کرد: «قبل از ایجاد پوشش، در ابتدا شیشه با قرار دادن درون آب مقطر و شستشو توسط دستگاه اولتراسونیک، تمیز و در حمام بخار دی‌کلرومتان خشک شد. سپس دو فیلم متفاوت سیلیکا-تیتانیا-سیلیکا و سیلیکا-تیتانیا، بر روی قطعات شیشه تشکیل شد. سرعت رسوب و ضخامت فیلم تشکیل شده، توسط حسگری از جنس کریستال کوارتز اندازه‌گیری شد. ساختار و شکل فیلم‌های تشکیل شده، به ترتیب به کمک دستگاه پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE_SEM) تعیین شد. ترکیب سطحی فیلم‌ها نیز، توسط روش طیف‌سنجی فوتوالکترونی پرتو ایکس (XPS) مطالعه شد. با اندازه‌گیری زاویه قطرات آب روی سطح و تعیین میزان تجزیه متیلن بلو(MB)، به ترتیب خواص آبدوستی و فوتوکاتالیستی این فیلم‌ها مشخص شد.»
نتایج XRD نشان دهنده این است که، در این پوشش، تنها فاز آناتاز تشکیل می‌شود. همچنین با توجه به نتایج FE_SEM، سطح این پوشش یکنواخت و متوسط اندازه کریستال‌های تشکیل دهنده آن ۳۰ نانومتر است. تحت تابش نور UV، کاهش زاویه تماس قطرات آب در پوشش سه لایه سریع‌تر از پوشش دولایه است. با این حال، پوشش سه لایه، پس از نگهداری در مکان تاریک، خواص آبدوستی خود را بهتر حفظ می‌کند.
نتایج این کار، که با همکاری مهندس عباسعلی آقایی، دکتر اکبر اسحاقی( عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر) و سایر همکارانشان صورت گرفته، در مجله International Journal of Materials Research ( جلد ۱۰۴، شماره ۱۲، ماه دسامبر، سال ۲۰۱۳، صفحات ۱۲۶۳ تا ۱۲۶۶) به چاپ رسیده است.
