تاثیر ضخامت بذر لایه بر آبگریزی نانومیله های ZnO

فرآیندهای نوین در مهندسی مواد

مقاله 20، دوره 9، شماره 1، خرداد 1394، صفحه 211-221   

نوع مقاله: علمی-پژوهشی

نویسندگان

بهناز بکا¹؛ حمید غیور^{* 2}؛ فرهاد کریمخانی¹

¹دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان

²استادیار، دانشکده مهندسی مواد، واحد نجف آباد، دانشگاه آزاد اسلامی، نجف آباد، اصفهان

چکیده

امروزه نانومیله­های اکسید روی بدلیل کاربرد­های 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 پوشش­دهی چرخشی با سرعت rpm­ 4000 لایه نازک ZnO با ضخامت­های 50، 150 و 300 نانومتر پوشش داده­شد و پس از آنیل زیر­لایه­ها در دمای C‌°300، نانومیله­های ZnO  به روش هیدروترمال­ در محلول نیترات­روی­شش­آبه و آمونیاک به مدت دو ساعت­ بر روی آن­ها رشد داده­ شد.  به منظور بررسی مورفولوژی ( قطر و طول نانومیله­ها ) از SEM و جهت بررسی آنالیز فازی از XRD استفاده گردید. برای خاصیت آبگریزی و اندازه­گیری 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 نانومیله­های سنتز شده بر روی بذرلایه­ها کاهش یافته و میانگین قطر نانومیله­ها از 55 نانومتر به 90 نانومتر افزایش یافته است. همچنین نتایج بدست آمده از دستگاه Contact Angle نشان داد که زاویه تماس بر روی نانومیله­های 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.

کلیدواژه‌ها

اکسید روی؛ نانومیله؛ هیدروترمال؛ ضخامت بذر لایه؛ خاصیت آبگریزی

مراجع

[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.