تاثیر ضخامت بذر لایه بر آبگریزی نانومیله های ZnO

محورهای موضوعی : عملیات حرارتی

بهناز بکا ¹ (دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان)
حمید غیور ² (استادیار، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان)
فرهاد کریمخانی ³ (دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان)

تاریخ دریافت : 1392/09/20 تاریخ پذیرش : 1392/11/09 تاریخ انتشار : 1394/03/01

کلید واژه: اکسید روی, نانومیله, هیدروترمال, ضخامت بذر لایه, خاصیت آبگریزی,

چکیده مقاله :

امروزه نانومیله های اکسید روی بدلیل کاربرد های متعدد در صنایع مختلف از جمله سلولهای خورشیدی، ابزارهای گسیل نور، کاتالیستها، سنسورهای گازی، انواع نانوحسگرها و سطوح فوق آبگریز توجهات زیادی را به خود اختصاص داده است. در این پژوهش ابتدا بر روی شیشه سودالایم توسط روش سل- ژل از طریق پوشش دهی چرخشی با سرعت rpm 4000 لایه نازک ZnO با ضخامت های 50، 150 و 300 نانومتر پوشش داده شد و پس از آنیل زیر لایه ها در دمای C‌°300، نانومیله های ZnO به روش هیدروترمال در محلول نیترات روی شش آبه و آمونیاک به مدت دو ساعت بر روی آن ها رشد داده شد. به منظور بررسی مورفولوژی ( قطر و طول نانومیله ها ) از SEM و جهت بررسی آنالیز فازی از XRD استفاده گردید. برای خاصیت آبگریزی و اندازه گیری زاویه تماس(CA) آزمون آبگریزی و برای توپوگرافی سطح بذرلایه آزمون AFM انجام گردید. نتایج نشان داد با افزایش ضخامت بذرلایه از 50 به 300 نانومتر، همراستایی نانومیله های سنتز شده بر روی بذرلایه ها کاهش یافته و میانگین قطر نانومیله ها از 55 نانومتر به 90 نانومتر افزایش یافته است. همچنین نتایج بدست آمده از دستگاه Contact Angle نشان داد که زاویه تماس بر روی نانومیله های سنتز شده روی بذرلایه با ضخامت 50 نانومتر، دارای بیشترین زاویه تماس (º 9/145) و با ضخامت 300 نانومتر دارای کمترین زاویه تماس (º 4/135 ) می باشد.

منابع و مأخذ:

[1]     G. Vi. C. Wang & W. Pnrk, “ZnO nanorods: synthesis, characterization and applications”, Semicond. Sci Techno, Vol. 20, pp. 22-34, 2005.

 

[2]     RYung, “Oxide nanornaterials.synthesis, structure, properties and novel devices”, USA, 2007.

 

[3]     S. Sakka, “Handbook of sol-gel science and technology: processing, characteration and applications", Springer; 1^st, edition 1, 2004.

 

[4]     D. Polsongkram, P. Chamninok, S. Pukird, L. Chow, O. Lupan ,G. Chai, H. Khallaf, S. Park, & A. Schulte,“Effect of synthesis conditions on the growth of ZnO nanoroads via hydrothermal method”, Physica B:Condensed Matter, Vol. 403,pp. 3713-3717, 2008.

 

[5]     C. J. Brinker & G. W. Scherer, “Sol-gel science: the physics and chemistry of sol-gel processing”, Academic Press; I st edition 12, pp. 4775, 1990.

 

[6]     L. Vayssiers, “Growth of arrayed nanoroads and nanowires of ZnO from aqueos solution”, AdvMater, Vol. 15, No. 5, 2003.

 

[7]     M. Ma, R. M. Hill,“Superhydrophobic surfaces” , Current opinion in colloid & Interface Science, Vol. 11, pp. 193-202,2006.

 

[8]     R. N. Wenzel, “Surface roughness and contact angle”. Journal of Physical and Colloid Chemistry, Vol. 53, No. 9, pp. 1466–1467, 1949.

 

[9]     R. N. Wenzel, “Resistance of Solid  Surfaces to Wetting by Water” Industrial & Engineering Chemistry, Vol. 28, No. 8, pp. 988-994, 1936.