Cấu trúc NANO: Giọt nước – Cành sen – Hoa hồng

8/12/2019 Cấu trúc NANO: Giọt nước – Cành sen – Hoa hồng

http://slidepdf.com/reader/full/cau-truc-nano-giot-nuoc-canh-sen-hoa-hong 1/21

Cấu trúcNANO

Gi ọt n ướ c – Cành sen – Hoa

h ồng

WWW.DAYKEMQUYNHON.UCOZ.COM

WWW.FACEBOOK.COM/DAYKEM.QUYNHON



Bề mặt chi ph ối đặc tính c ủa v ật th ể ở tất c ả mọikích c ỡ .

•Ở cấp độ v ĩ mô (kích th ướ c m, cm), hình d ạng b ề mặt c ủaxe h ơi, máy bay, tàu th ủy điều ch ỉnh khí l ưu và th ủy lưu làmgiảm s ức c ản c ủa không khí hay n ướ c; phân tán sóng radargia t ăng hi ệu qu ả "tàng hình".

•Ở cấp độ trung mô (kích th ướ c mm, micromét), mô d ạngcủa b ề mặt ảnh h ưở ng đến s ự ph ản chi ếu ánh sáng, âmthanh, truy ền nhi ệt, ma xát, mài mòn (wear), ăn mòn(corrosion).•Ở cấp độ vi mô nanomét , s ự tươ ng tác gi ữa phân t ử củahai môi tr ườ ng khác nhau d ẫn đến s ức c ăng b ề mặt, s ựth ấm ướ t, s ự bám dính (adhesion), tính ghét n ướ c

(hydrophobicity) và thích n ướ c (hydrophilicity).





Hình 1: (a) Gi ọt n ướ c trên b ề m ặt ghét n ướ c

thích n ướ c (hydrophilic).

Khi góc ti ếp xúc nh ỏ hơn 90°, ta có b ề mặt thích

nước, lớn h ơn 90°là b ề mặt ghét n ướcKhi góc ti ếp xúc l ớn h ơn 150°, b ề mặt trở nên "c ựcghét" n ước(superhydrophobic)





γSV = γLV cos Ө + γSL





Hình 3: Gi ọt n ướ c trên b ề m ặt l ồi lõm: (a) d ạng Wenzel và (b) d ạng Cassie.





Công k ết dính• Tính công k ết dính gi ữa dietyl eter và

nước. Biết rằng :γ eter = 17,1 . 10 -3 N.m-1

-= , . . -γ eter-H2O = 10,70 . 10 -3 N.m-1











Công th ức Kossen• Cho b ề mặt lồi lõm thích n ước :

cos Ө' = f s . cos Ө + fa (2)• Cho b ề mặt lồi lõm ghét n ước :

cos Ө' = f s . cos Ө - fa (3)fa + fs = 1

Ө là góc ti ếp xúc c ủa n ướ c (ch ất lỏng) trên m ặt ph ẳng

Ө' là góc ti ếp xúc c ủa n ướ c (ch ất lỏng) trên m ặt lồi lõm .

fa là t ỷ su ất rỗng (không khí), fs là t ỷ su ất ch ất rắn





Thí d ụ cho b ề m ặt thích n ướ c:

Ө = 60°, f a = 0,5 , công th ức (2)cho

Ө'= 41°

Ө = 120°, f a = 0,5 , công th ức (3)

choӨ' = 139°





Công th ức Cassie• Nếu b ề mặt là m ột composite có 2

thành ph ần 1 và 2, ta có:cos Ө' = f 1 cos Ө1 + f2 cos Ө2 (4)

1 + 2 =f1 và f 2 là tỷ su ất của thành ph ần 1 và 2 trong composite

Ө' là góc ti ếp xúc trên b ề mặt composite.Ө1 là góc ti ếp xúc khi b ề mặt ch ỉ là thành ph ần 1.Ө2 là góc ti ếp xúc khi b ề mặt ch ỉ là thành ph ần 2





Khi f 2 là không khí, Ө2 = 180°,cos 180°= -1

Côn th ức 4 tr ở thành:

cos Ө' = f 1 cos Ө1 - f2 (5)





lotus effect

Hi ệu ứ ng lá sen , (Ngu ồn: http://www.stocorp.com )





C ấ u trúc hai th ứ b ậc c ủ a lá sen : Kh ối u l ớ n trên m ặt lá (hìnhtrái), và hình phóng đạ i c ủ a kh ối u l ớ n (hình m ặt) cho th ấ ycác kh ối u nh ỏ nanomét xu ấ t hi ện liti trên m ặt kh ối u l ớ n





C ấ u trúc micro/nano c ủ a kh ối u làm gia t ăng góc ti ế pxúc:(a) b ề m ặt tr ơ n v ớ i ch ấ t sáp, Ө = 104°,(b) b ề m ặt v ớ i kh ối u l ớ n, Ө = 150°và

(c) b ề m ặt v ớ i kh ối u l ớ n và kh ối u nanomét, Ө = 160 – 180°





C ơ ch ế "t ự làm s ạch" trên lá sen: gi ọt n ướ c

tròn cu ốn trôi b ụi (Nguồn: http://lotus-shower.isunet.edu ).





Con mu ỗi n ướ c Θ = 105° Θ =168°







Giọt mưa trên cánh hoa h ồng

•Nh ữ ng "ng ọn đồi” micromét trên cánh hoah ồng (hình trái) và các khe nano trên đỉ nhđồi





"hiệu ứng cánh hoa" (petal

effect) và c ơ ch ế vừa ghét n ướcvừa thích n ước

• S ự khác bi ệt gi ữ a gi ọt n ướ c trên cánh hoa h ồng và lásen







Documents

Cấu trúc NANO: Giọt nước – Cành sen – Hoa hồng