در این مقاله دستگاه مقره شوی برق ( مقره های آبگريز و آبدوست ) دستگاه مقره شوی برق رطوبت روی عایق مقره های سرامیکی تمایل بیشتری به گسترده شدن و تشکیل یک فیلم کم مقاومت نسبت به قطره قطره شدن دارد که سبب ایجاد مقاومت بالا می شود. اگر یک پوشش محافظ دارای انرژی سطحی پایینی باشد تا سطح را آبگریز نماید، سطح مقره مقاومت بیشتری از خود نشان خواهد داد و بنابراین، جریان نشتی به دست آمده حداقل می شود. همانطور که بیان شد وجود لایه رسانا در سطح مقره از دلایل اصلی فروپاشی مقره است.
به خصوص وجود رطوبت کافی بر روی دستگاه مقره شوی برق مقره های آبگريز و آبدوست به منظور تبدیل نمک خشک به ماده الکترولیت برای ایجاد جریان خزشی لازم می باشد.توانایی یک سطح در جذب رطوبت توسط پارامتری به نام تعریف می شود.آبگریزی آبگریز یا هیدروفوب یک پدیده فیزیکی در مولکولها است که از آبدوری میکنند.
مولکول های آبگریز غیرقطبی هستند و دستگاه مقره شوی برق مقره های آبگريز و آبدوست به همین خاطرتمایل به دیگر مولکولها و حلالهای غیرقطبی دارند. این مولکولهای آبگریز در درون آب به هم پیوسته و تشکیل مسیل می دهند. متقابلاً آب برروی سطوح هیدروفوب زاویه تماس بسیار بزرگی به خود میگیرد و به شکل قطرههای کروی درمی آید.
مثال هایی از مولکول آبگریز شامل نفت،آلکنها، روغن و چربی می شوند. طبق اصول ترمودینامیک ، ذرات به سطوح پایینتر انرژی تمایل دارند. آب یک مولکول قطبی است و از خصلت های شگرف آن این است که توانایی ایجاد پیوند هیدروژنی دارد.
اما مولکولهای آب گریز بعلت غیرقطبی بودن نمیتوانند با مولکولهای آب پیوندی ایجادکنند. در نتیجه از هم دور شده تا جایی که مولکولهای آب با هم پیوندایجاد میکنند، سطوح برخورد بین دو نوع مولکول به کمینه و حداقل رسیدهو پدیده جداشدگی ایجاد میشود. به زاویهای گفته میشود که ۷ زاویه تماس در مبحث هیدروفوب هیدروفیل آخرین لبه یک مایع با سطح زیرین خود ایجاد می کند.
هر چه این زاویه بزرگتر باشد، نسبت هیدروفوبیک بین دو ماده بیشتر است. مثلاً قطره آب برروی برگ نیلوفرآبی زاویهای حدود ۱۵۰ درجه ایجاد میکند و حجم کروی تری به خود میگیرد. هرچه این زاویه بازتر باشد احتمال خیس شدن سطح زیرین کمتر میشود، امروزه از این پدیده برای ساخت پارچه های ضدآب نیز استفاده میشود.
مقره سراميكی ( آبدوست )
مواد سراميكی و مقره های آبگريز و آبدوست برخي مواد پليمري آبدوستند راحتي در سطحشان جمع مي شود. براي برخي از مواد مانند لاستيكهاي سيليكوني آب به شكل دانه دانه در سطحشان در مي آيد. لاستيك سيليكوني در زماني كه نو است خاصيت آبگريزی عالياي از خود نشان مي دهد. با اين حال ميدانيم كه شرايط محيطي نامناسب و يا تنشهاي الكتريكی شديد ميتواند اين خاصيت را از لاستيك سيليكوني سلب كند. هر چند اين ماده مي تواند خاصيت آبگريزي خود را پس از يك دوره استراحت بازيابد
مقره سراميكی (آبدوست) ضد آب كردن با عايق نانو عمل كردن ناميده ميشود ولي ضد آب كردن با سيليكون و ديگر انواع ضدآب كردن را پوشش مينامند زيرا عايق نانو وارد ۹ داراي تركيبات واكنش پذير در سطح خود مي باشد. با سطح سوبسترا واكنش ميشود و ويژگيهاي شيميايي آن را تغيير ميدهد (آب دوست به آب گريز). بنابراين به عمل كردن معروف است. نوع ديگر ضد آب كردن پوششي را بر روي سطح سوبسترا ايجاد ميكند كه بوسيله آن منافذ سوبسترا بسته ميشود. بنابراين اين نوع ضدآب كردن به پوشش معروف است.
معرفی پوشش های آبگریز نانو
مواد هیدروفوبیک نانو یا پوششهای خود تمیزشونده با الگوبرداری از«اثر لوتوس» ساخته شده اند. دانشمندان نانو اخیرأ با استفاده از این خاصیت پوشش نازک و کاملا بی رنگی بر سطح شیشه قرار دادند که ناصافیهای میکرومتری و نانومتری آن، موجب کاهش نیروی چسبندگی سطحی میان قطرات آب و سطح شیشه میشود و زاویه قطره آب با شیشه بیش از ۱۵۰ درجه خواهد بود.
وقتی این زاویه کم باشد قطره می تواند به صورت نیمکره در آمده و به نوعی سطح را خیس کند اما با افزایش این زاویه ، قطره شباهت زیادی به یک توپ پیدا کرده و حتی میتواند روی سطح به حرکت درآید. دراین حالت سطح توسط قطره خیس نمیشود و قطره به جای جذب به روی سطح میلغزد به عبارت دیگر در این نوع شیشه ها قابلیت خودتمیزشوندگی، با افزایش خاصیت آب گریزی ایجاد میشود.
خاصیت تمیز شوندگی برگ نیلوفر آبی نیلوفر آبی (یا لوتوس) نوعی گیاه آبزی است که تالابها می روید. برگ های نیلوفر آبی معمولا عاری از هرگونه آلودگی هستند و اگر هم آلودگی بر روی سطح این برگ ها بنشیند، با بارش باران سریع تمیز شده و از پاکیزگی می درخشند. ازاین رو گفته میشود که برگ های نیلوفر آبی خود تمیزشونده هستند .و همکارانش برای اولینبار مشاهده کردند که برگ نیلوفرآبی وارد مردابها کاملا پاک است.
مقره های آبگريز و آبدوست دانشمندان مدت های طولانی بررسی کردند تا توانستند راز پاکیزگی برگهای این گیاه را پیدا کنند. آزمایشهای آنها نشان می داد که به دلیل آبگریزی سطح برگهای نیلوفر، نیروی چسبندگی سطحی بین آب و آلودگی بیشتر از نیروی چسبندگی سطحی میان آلودگی و سطح است.از این رو هنگامی که یک قطره آب بر روی سطح برگ می غلتد، آلودگی را همراه خود حمل کرده و از سطح دور میکند .
دانشمندان با کمک میکروسکوپ های الکترونی، با نگاه دقیق به سطح برگ نیلوفر تا اندازه چند نانومتر دریافته اند که سطح برگ نیلوفر پوشیده از برآمدگیهای میکرومتری و نانومتری است. شکل :ساختار میکرومتری-نانومتری برگ نیلوفرآبی این برآمدگیها سطح تماس قطره آب با برگ را کاهش می دهند و در نتیجه قطره نمی تواند به راحتی بر روی سطح پخش شود. برای اینکه این موضوع را بهتر متوجه شویم، فرض کنیم که سطح برگ مانند یک صفحه چوبی بزرگ است و من و شما مانند قطراتی هستیم که روی برگ قرار دارند.
در حالت عادی ما می توانیم به آسانی روی این صفحه چوبی دراز بکشیم، اما اگر سطح صفحه را با تعداد زیادی میخ بپوشانند، ترجیح می دهیم به سرعت استفاده از مواد آبگریز و ضدغبار نانو در روکش مقره ها سومین کنفرانس تخصصی فناوری نانو در صنعت برق و انرژی ۱۳۹۴ تهران، ایران از روی آن عبور کنیم در واقع سطح تماس بدن ما با صفحه چوبی کاهش مییابد؛ در سطح برگ نیلوفر نیز وجود برآمدگیهای میکرومتری سطح تماس و نیروی چسبندگی سطحی میان قطره آب و برگ را کاهش می دهد. وجود برآمدگیهای میکرومتری سطح برگ را آبگریز می کند
اما در عمل، برگ نیلوفر از خود خاصیت ابر آبگریزی نشان میدهد. یعنی زاویه تماس بین قطره آب و سطح برگ بیش از۱۵۰درجه است. علت این مسئله برآمدگیهای نانومتری است که بر برآمدگی های میکرومتری قرار گرفته اند. با وجود این برآمدگی ها، سطح تماس آب و برگ کاهش بیشتری مییابد.این دو نوع برآمدگی در مجموع سطح بسیار زبر و ناصافی را برای برگ نیلوفر بوجود آورده اند و در نتیجه سبب آب گریزی شدید آن شده اند. به این رفتار خودتمیزشوندگی نیلوفر آبی که ناشی از ساختار میکرومتری-نانومتری آن است «اثر لوتوس» گفته می شود.
خاصیت خود تمیز شوندگی (اثر لوتوس) شیشه های خود تمیزشونده با الگوبرداری از «اثر لوتوس» ساخته شده اند. در این نوع شیشه ها پوشش نازکی بر سطح شیشه قرار می گیرد که ناصافی های میکرومتری و نانومتری آن، موجب کاهش نیروی چسبندگی سطحی میان قطرات آب و سطح شیشه می شود. به عبارت دیگر در این نوع شیشه ها قابلیت خودتمیزشوندگی، با افزایش خاصیت آب گریزی ایجاد میشود. با افزایش ساخت و تولید این نوع شیشه ها، می توان منتظر حذف برف پاک کن از بدنه اتومبیل ها بود.
منبع: تصفیه آب پاکسازان
بدون دیدگاه