Öntisztító polimerek fejlesztése
Öntisztító polimerek fejlesztése
Bocskai Bence BSc IV. évf., Tóth Miklós BSc IV. évf.
e-mail: bocsbe@gmail.com
tothmiki.tothmiki@gmail.com
Konzulens: Czigány Tibor, Polimertechnika Tanszék
e-mail: czigany@eik.bme.hu
Napjainkban egyre elterjedtebbek azok a technológiai újítások, melyek akár ergonómiai, akár más szempontból megkönnyítik az életünket. Ilyen lehetőséggel szolgál a lótuszlevél öntisztító tulajdonságának polimer felületen való alkalmazása. Az ipari- és a mindennapi élet számos területén hasznos lehet egy ilyen anyag. Az öntisztító tulajdonság abban nyilvánul meg, hogy a felületre kerülő vízcsepp nem nedvesíti a felületet, az összegyűjti a rajta lévő koszt (pl.: porszemcsék), majd azokkal együtt legördül a felületről.
A szakirodalomban található kísérletek mind öntisztító, szuperhidrofób bevonat létrehozását célozzák meg. Szuperhidrofób felület esetén az érintkezési szög nagyobb, mint 150°, így a vízcsepp megtartja gömb formáját és legördül a felületről. A bevonatok hibája, hogy nem tartósak. Persze elképzelhető, hogy ha nem nyúlunk hozzá, akár hónapokon keresztül is alkalmazható, de ahol szükséges lenne, konyhai eszközök, akár egy autón lévő fólia, mindennapi használati eszközök, más anyagokkal, környezeti hatásokkal kapcsolatba kerülnek, így a bevonat lekopna róluk. Célunk, egy olyan anyag létrehozása, melynek felülete szuperhidrofób, mechanikailag tartós.
A felület kialakítására való kísérleteinket a lótuszlevél vizsgálata előzte meg. A szakirodalomban olvasottakat szerettük volna saját szemmel látni, a lótuszlevél tényleges felületi kialakítására vonatkozóan megfigyeltük a kisméretű papillák jelenlétét, jelentős különbséget nem fedeztünk fel a levél egyes részei között. Több anyaggal teszteltük (pl.: víz, citromlé, ketchup) a szuperhidrofób viselkedést, legtöbb esetben működött, kivételek kémiai reakció létrejötte esetén adódtak (pl.: pillanatragasztó).
A kísérleteinket 3D nyomtatással kezdtük. A lótuszlevél vizsgálata és a szakirodalom áttekintése után alkottunk meg 2, szuperhidrofób felület létrehozására alkalmas geometriát, melyek mérete átlagosan 25-35 mikrométer között van és 10-15 mikrométerre helyezkednek el egymástól. Belátható, hogy ez a mérettartomány nagyon nagy felbontású 3D nyomtatási technológiát igényelne, ezért ezeket a méreteket felnagyítva készítettük el a próbatesteken, majd azokat vizsgáltuk.
A továbbiakban működő szuperhidrofób felülettel dolgoztunk, alapanyaga szilícium. A különböző kémiai marással készült próbatest felületek szuperhidrofób, esetenként csupán hidrofób tulajdonságot mutattak. Azt a szilikon gyantát próbáltuk megtalálni, amellyel megfelelő pontossággal és biztonsággal levehető a minta negatívja, hogy azt polimer anyagból is létre tudjuk hozni.
szerzők
-
Bocskai Bence
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc) -
Tóth Miklós
Gépészmérnöki alapszak (BSc)
alapképzés (BA/BSc)
konzulens
-
Dr. Czigány Tibor
egyetemi tanár, Polimertechnika Tanszék