Εύρεση του χημικού μηχανισμού για τον σχηματισμό υπερ-υδρόφοβων υμενίων σε μεταλλικούς αφρούς με χρήση νιτρικού αργύρου
Creators: name: Πατσατζής, Νικόλαος Αθανασίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2022
Subjects: Μεταλλικός αφρός
Στεατικό οξύ
Υδρόφοβη επιφάνεια
Metallic foam
Stearic acid
Hydrophobic surface

description: Ευρέως χρησιμοποιούμενες επιφάνειες που χρησιμοποιούνται ως υπόστρωμα σε μεταλλικούς αφρούς είναι του χαλκού και του νικελίου. Οι συγκεκριμένες επιφάνειες χαρακτηρίζονται ως υπερ-υδρόφοβες όταν η γωνία επαφής είναι μεγαλύτερη των 150ο και έχουν υστέρηση μικρότερη των 10ο. Έτσι, σκοπός της παρούσας διπλωματικής είναι η εύρεση του χημικού μηχανισμού για το σχηματισμό υπερ-υδρόφοβων υμενίων σε μεταλλικούς αφρούς χαλκού και νικελίου. Η μελέτη έγινε με τη χρήση των μεθόδων χαρακτηρισμού SEM, XRD, WCA και φασματοσκοπίας UV-Visible και ATR-FTIR. Ένας άλλος σκοπός ήταν η εύρεση του βέλτιστου χρόνου καταβύθισης του αφρού σε διάλυμα νιτρικού αργύρου, στεατικού οξέος και ντοπαμίνης αλλά και ο ταυτόχρονος προσδιορισμός της σταθερότητας του προκύπτον συστήματος. Παράλληλα, από τα αποτελέσματα γίνεται αντιληπτό ότι υπάρχουν διαφορετικοί χρόνοι καταβύθισης, αλλά και μορφολογία που επηρεάζεται άμεσα (μεταξύ και άλλων παραγόντων) από το υπόστρωμα του αφρού και το διάλυμα καταβύθισης του αφρού. Για παράδειγμα, η επικάλυψη του αφρού νικελίου με άργυρο γίνεται πιο γρήγορα (18 λεπτά), αλλά με τέσσερις φορές μικρότερη ποσότητα επικάλυψης σε σχέση με την αντίστοιχη περίπτωση του αφρού χαλκού, ενώ η σταθερότητα του στρώματος στεατικού οξέος ή πολυντοπαμίνης είναι μεγαλύτερη σε αντίθεση με το στρώμα αργύρου, όπου είναι μικρότερη. Τέλος η διαφοροποίηση στο υπόστρωμα είναι αποτέλεσμα λόγω του υδροστατικού μέτρου ελαστικότητάς, την ικανότητα να ανάγει ιόντα αργύρου και στη διάταξη των ηλεκτρονίων στα άτομά τους.
description: Widely used surfaces used as a substrate in metallic foams are the copper and the nickel. These surfaces are characterized as super-hydrophobic when the contact angle is greater than 150° and has a hysteresis of less than 10°. Thus, the purpose of the present thesis is to find the chemical mechanism for the formation of super-hydrophobic films in copper and nickel metallic foams. The study was performed using the SEM, XRD, WCA and UV-Visible and ATR-FTIR spectroscopy methods. Another purpose was to find the optimal precipitation time of the foam in a solution of silver nitrate, stearic acid and dopamine and at the same time to determine the stability of the resulting system. At the same time, from the results it is understood that there are different precipitation times, but also morphology that is directly affected (among other factors) by the foam substrate and the foam precipitation solution. For example, the coating of nickel foam with silver is faster (18 minutes), but with four times less amount of coating, compared to the corresponding case of copper foam, while the stability of the stearic acid or polydopamine layer is higher in contrast to the silver layer, where it is smaller. Finally, the differentiation in the substrate is a result due to the hydrostatic measure of elasticity, the ability to reduce silver ions and the arrangement of electrons in their atoms.