Fotoğraf : Bu, dokulu yüzeylerde Cassie-Baxter durumundan Wenzel durumuna ıslanma geçişidir.
Ulsan Ulusal Bilim ve Teknoloji Enstitüsü (UNIST)
Bir araştırmacı ekibi, sıvıların boşluklara nüfuz etmesi için gerekli olan boşluk doldurma oranlarını kontrol eden değişkenleri belirledi.
UNIST ile bağlantılı bir araştırma ekibi, özellikle gözenekleri ya da boşlukları olan, pürüzlü veya desenli yüzeylerde sıvı nüfuzu oranlarını incelemiştir. Onların bulguları kozmetik ürünleri, boyalar ve gelişmiş yağ geri kazanımı gibi endüstriyel uygulamaların da dahil olduğu günlük ürünlerin gelişimine dair önemli bilgiler sağlıyor.
Bu çalışma, Profesör Dong Woog Lee ve araştırma ekibinin “UNIST Enerji ve Kimya Mühendisliği Okulu” ile “California Üniversitesi”, Santa Barbara’daki bir araştırma ekibi tarafından ortaklaşa yürütülmüştür. Ulusal Bilimler Akademisi (PNAS) Bildirileri’nin 19 Temmuz sayısında çevrimiçi olarak yayınlanan çalışmada, sıvıların boşluklara nüfuz etmesi için gerekli olan boşluk doldurma (ıslanma geçişi) oranlarını kontrol eden beş değişkeni tanımlanmaktadır.
Araştırmada Profesör Lee, farklı geometrilerden oluşan silindirik oyuklara sahip silikon plaka üretmiştir. Onları dökme suya daldırdıktan sonra, parlak alan ve konfokal floresan mikroskobu kullanarak, dökme sudan boşluklara su girmesi ile ilgili ayrıntıları ve bunlarla ilişkili oranları gözlemlediler. Silindirik oyuklar, dar girişli ve özel iç kısımlara sahip cilt gözenekleri gibidir. Boşluk doldurma genellikle dökme su bir hidrofilik, girintili boşluğun üzerine yayıldığında ilerler. “Cassie-Baxter Durumundan Wenzel Durumuna Islanma Geçişi ” nde tarif edildiği gibi, altında sıkışmış hava ile dokulu yüzeyin üstünde duran sıvı damlacığı, pürüzlü yüzey boşlukları tarafından tamamen emilecektir.
Onların bulguları, boşluk doldurma oranlarının aşağıdaki değişkenlerden etkilendiğini ortaya koydu: (i) esas temas açısı, (ii) dökme su fazında çözünmüş havanın konsantrasyonu, (iii) boşlukların içindeki kılcal yoğunlaşma oranını belirleyen sıvı uçuculuğu, (iv) yüzey aktif madde türleri ve (v) boşluk geometrisi.
Profesör Lee, “Sonuçlarımız, özel amaçlı kozmetik ürünlerin üretiminde kullanılabilir” diyor. “Örneğin, gözenek küçültücü yüz bazı ve sebumları temizleyen yüz temizleyicileri için çözünmüş havanın miktarını azaltmak gerekir, böylece gözeneklere hızla girebilirler.”
Öte yandan, güneş koruyucuları gibi güzellik ürünleri gözeneklerdeki tıkanmayı önlerken, cildi zararlı güneş ışınlarından korumak için tasarlanmalıdır. Çünkü tıkanmış gözenekler, cildin solunumunu veya karbon dioksit değişimi işlevini engeller ve sonra cildinizde daha fazla tahrişe, sivilceye ve lekelenmiş bölgelere neden olur. Bu durumda, yüz temizleyicilerin aksine, kozmetik ürünlerdeki uçuculuğu azaltmak ve çözünmüş havanın miktarını arttırmak daha iyidir.
“Bu, dökme su altındaki boşlukların nasıl doldurulduğu ve doldurma oranını hangi değişkenlerin kontrol ettiğine dair bilgi, geçici veya kalıcı süperhidrofobik yüzeylerin mühendisliği hakkında bilgi sağlayabilir ve pürüzlü, dokulu veya desenli yüzeylere uygulanan çeşitli ürünlerin tasarlanması ve üretilmesine yardımcı olabilir, “diyor Profesör Lee. “Kazanılan temel bilgilerin çoğu, diğer sıvılara (örn: yağlar), temas açıları, ve farklı boyut veya geometrilerin boşluklarına veya gözeneklerine de uygulanabilir.”
Kaynak : sciencedaily.com