محققان دانشگاه صنعتی مالک اشتر، پوشش خودتمیزشونده‌ی چند لایه‌ای تولید کرده‌اند که در صنایع تولید شیشه، ساختمان‌سازی و خودروسازی کاربردی است و نسبت به پوشش تیتانیا، خواص آبدوستی و فتوکاتالیستی پایدارتر و شفافیت بسیار بالاتری دارد.
به گزارش پایگاه خبری-تحلیلی فناوری و نوآوری، 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، فتوکاتالیستی 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.
عباسعلی آقایی، کارشناس ارشد مهندسی مواد از دانشگاه صنعتی مالک اشتر و محقق طرح اظهار کرد: 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.
وی افزود: خواص آبدوستی و فتوکاتالیستی 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 می‌کند.
آقایی تصریح کرد: 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 فتوکاتالیستی بالاتری نسبت به فیلم دولایه دارد.
وی در مورد مراحل انجام این تحقیق گفت: 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.
آقایی افزود: 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.
وی خاطرنشان کرد: ترکیب سطحی فیلم‌ها نیز، توسط روش طیف‌سنجی فتوالکترونی پرتو ایکس (XPS) مطالعه شد. با اندازه‌گیری زاویه قطرات آب روی سطح و تعیین میزان تجزیه متیلن بلو(MB)، به ترتیب خواص آبدوستی و فتوکاتالیستی این فیلم‌ها مشخص شد.
محقق طرح یادآور 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 30 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 هیات علمی دانشگاه صنعتی مالک اشتر و سایر همکارانشان صورت گرفته، در International Journal of Materials Research منتشر شده است.
