Rok 2021
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Rok 2021 by Author "Khan, Muhammad Zaman"
Now showing 1 - 1 of 1
Results Per Page
Sort Options
- ItemFunkční vlastnosti superhydrofóbních textiliíKhan, Muhammad Zaman; ; Wiener Jakub, prof. Ing. Ph.D. Skolitel : 55161V posledních desetiletích se vědci snaží napodobovat přírodu tak, že připravují super hydrofobní povrchy různých materiálů, které mají nesmáčivé projevy. Tyto materiály nacházejí mnoho různých aplikací v řadě oborů a výrobků. Příkladem jsou kosmická technika, vojenský a automobilový průmysl, biomedicínské obory a strojírenství, čidla, speciální oděvy atd. Tato disertační práce se zabývá vývojem superhydrofobních povrchů s multifunkčními projevy (tj. UV ochrana, samočištění, separace olej / voda atd.) pomocí levných, jednoduchých a ekologicky orientovaných technik. Je využito ukládání částic popílku, strukturovaných nanočástic TiO2 a ZnO s následnou silanizací.V první studii je navržen jednoduchý a levný postup ke zlepšení ochrany proti UV záření a získání superhydrofobních vlastností bavlněných tkanin povrchovým nánosem mechanicky aktivovaných částic popílku. Maximální UV blokování bylo pozorováno pro 3 hmotnostní % popílku, kde propustnost UV klesla ze 14,19% pro neošetřené textilie na 0,11% pro upravené textilie. Po následné silanizaci pomocí trimethoxy (oktadecyl) silanu (OTMS) byl kontaktní úhel pro vodu zvýšen na 143o, 147o respektive 153o pro koncentrace 1, 2 a 3 hmotnostní % popílku. Z teorie Cassie-Baxtera byl odhadnut podíl nesmočených vzduchových prostor (kapes) 43%, 55% a 67% pro 1, 2 a 3 hmotnostní % popílku. Kromě toho upravené textilie umožňovaly oddělení olejové vrstvy, kapiček oleje ve vodě nebo směsi oleje a vody. Účinnost separace 98%, 96%, 97% a 95% byla získána pro vybrané modelové oleje, toluen, n-hexan, chloroform a petroléter.Ve druhé studii byl realizován růst částic TiO2 tvaru nano květin na povrchu polyesterových tkanin pomocí dvou stupňového procesu sol-gel a hydrotermálního působení. Ke studiu účinku izopropoxidu titanu (TTIP) byly použity skenovací elektronová mikroskopie, EDS analýza, Ramanova spektroskopie a rentgenová difrakce. Pro vyhodnocení topografie povrchu a drsnosti byla použita mikroskopie AFM. Polyesterové textilie s nánosem TiO2 tvaru nano květin byly následně silanizovány pomocí trimetoxy (oktadecyl) silanu s cílem přípravy samočistících textilií. Fyzikální samočisticí schopnosti byly zkoumány na základě měření superhydrofobicity pomocí kontaktního úhlu. Pro dávku 2 ml TTIP byl nalezen maximální statický kontaktní úhel 160,1° a minimální úhel skoulení kapky (roll off) 3o. Pro potvrzení fotokatalytického chemického samočisticího chování byla hodnocena rychlost degradace barviva Metyl-oranž na upravených vzorcích při ozáření ultrafialovým světlem. U vzorku, kde byly pro růst TiO2 nanočástic použity 2 ml TTIP došlo odbarvení za 150 minut, zatímco u vzorků, kde bylo použito 1 ml a 1,5 ml TTIP došlo k odbarvení po 300 a 210 min.Ve třetí studii byla použita nová mikrovlnná hydrotermální metoda rychlé tvorby uspořádaných nano tyčinek ZnO pro vytvoření superhydrofobního povrchu na bavlněných tkaninách. Pro růst nano tyčinek ZnO byly použity dva kroky. Nejprve byla bavlněná tkanina potažena zárodečnou vrstvou nanokrystalů ZnO syntetizovaných metodou sol-gel s využitím mikrovlnného ohřevu. Růst nano tyčinek ZnO byl realizován na zárodečné povrchové vrstvě bavlněných tkanin mikrovlnnou hydrotermální metodou. Následně byla provedena silanizace pomocí prekurzoru neobsahujícího fluor, tak aby byl vytvořen superhydrofobní povrch. Vliv koncentrace hexahydrátu dusičnanu zinečnatého (Zn (NO3)2, 6H20), reakční doby a mikrovlnné energie na růst nano tyčinek ZnO byl podrobně zkoumán pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Ke studiu strukturních vlastností nano tyčinek ZnO byly použity EDS analýza a rentgenové difrakce (XRD). Povrchová topografie a drsnost textilií obsahujících nano tyčinky ZnO byla studována pomocí AFM. Superhydrofobní vlastnosti byly zkoumány na základě měření kontaktního úhlu a měření úhlu náběhu. Byl nalezen maximální kontaktní úhel vody 170,2° a minimální úhel skoulení kapky 1o pro koncentraci hexahydrátu dusičnanu zinečnatého (Zn (NO3)2.6H2O) 25 mM. Fyzikální samoč