خاصیت خودتمیزشوندگی و سطوح خود تمیز شونده

امروزه بسیاری از ما در مورد سطوح خود تمیزشونده میشنویم که در صنایع مختلفی نیز مورد استفاده قرار میگیرند. کشف این خاصیت،از اثر نیلوفری آبی شروع شده است. مدت ها مشاهده شده است که نیلوفر آبی گلی است که به هیچ عنوان کثیف نمیشود(حتی با اینکه در مرداب ها و آبهای گل آلود زندگی میکنند). آب روی این گل به سادگی لیز میخورد؛ گویی که سطح آن کاملا چرب است.
فروش نانو مواد خود تمیز شونده

بعد ها مشخص شد که علت این اتفاق، برآمدگی های ریزی است که روی سطح نیلوفر آبی(لوتوس) قرار دارد. این برآمدگی ها باعث میشوند که قطرات آب، به هیچ عنوان جذب سطح نمی شوند و میتوان گفت که این گل ها، “آبگریز” هستند. به این خاصیت نیز “آبگریزی” گفته میشود. آبگریزی بدین معناست که آب جذب سطح نمی شود و چسبندگی آن به سطح خیلی کم است. اینگونه است که قطرات آب به راحتی از روی آن عبور کرده و در مسیر عبور خود، آلودگی های سطح را نیز با خود میبرند. اینچنین است که گل هایی مانند نیلوفر آبی، به سادگی با یک باران تمیز میشوند.

البته خودتمیز شوندگی دارای سه مکانیزم اصلی است که در ادامه به توضیح آنها اشاره میشود:

ابر آبگریزی

سطوح ابر آبگریز میتوانند با استفاده از روش های فراوانی مانند استفاده از پلاسما یا یون، رشد کریستالی رو سطح یک ماده و نانولیتوگرافی یا روش های دیگر ایجاد شوند. تمامی این فرآیندها موجب بوجود آمدن سطوحی با برجستگی های کوچک میشوند که خاصیت ابرآبگریزی را موجب میشوند. علت خاصیت آبگریزی این سطوح، قابلیت آنها در جلوگیری از پخش شدن آب روی سطح در هنگام تماس آب با سطح است. در سطوح آبگریز، قطره آب معمولا با زاویه زیادی نسبت به سطح قرار میگیرد. معمولا سطوح ابرآبگریز، با داشتن زاویه خیلی کمی نسبت به زمین، آب به راحتی از روی آنها سر میخورد و به زمین میریزد.

آبگریزی در سطوح خود پاک شونده

در این فرآیند، با سر خوردن آب از روی این سطوح، آب به راحتی آلودگی های موجود روی سطح را با خود میشوید و میبرد.

ابر آبدوستی

سطوح ابر آبدوست نیز خاصیت خودتمیز شوندگی خوبی دارند. در این سطوح قطرات آب کاملا روی سطح پخش شده و با زاویه خیلی کمی نسبت به سطح قرار میگیرند. با قرار گرفتن آب روی این سطح، ذرات گرد و غبار و آلودگی روی آب قرار میگیرند(درواقع آب بین سطح و آلودگی قرار میگیرد). در نتیجه به راحتی با آب شسته شده و بدون ارتباط با سطح، از روی آن تمیز میشوند.

قطره آب کاملا روی سطح پخش شده و بین سطح و ذرات غبار قرار میگیرد. پس از آن به سادگی با آب از روی سطح سر خورده و سطح تمیز می شود.

فوتوکاتالیستی

یکی از مواد بسیار مورد استفاده در سطوح خودتمیز شونده و بویژه شیشه ها، اکسید تیتانیوم است. این ماده مکانیزم متفاوتی نسبت به دو روش قبلی دارد. در این مکانیزم، اکسید تیتانیوم روی سطح مورد نظر پوشانده(coat) شده و با تابش پرتو فرابنفش(UV) به آن، الکترون آزاد میکند. الکترون های آزاد شده از تیتانیوم اکسید، با آب یا هوای اطراف واکنش داده و تولید رادیکال آزاد میکنند. این رادیکال های آزاد، با مواد ارگانیک روی سطح واکنش داده و باعث شکستن و نابودی آنها میشوند. همچنین پوشش اکسید تیتانیوم، میتواند سطح شیشه را که در حالت عادی سطحی نسبتا آبگریز است، به سطح ابر آبدوست تبدیل کند که در نتیجه این تبدیل، با بارش باران، قطرات آب به جای گلوله گلوله شدن، کاملا روی سطح پخش میشوند که باعث راحتتر تمیز شدن سطح نیز می شود.

بیشتر سطوح خود تمیز شونده، از این مکانیزم ها برای تمیز شدن استفاده می کنند که امروز هم مکانیز هایی مانند ابر آبگریزی بسیار مورد استفاده قرار میگیرند. یکی از صنایعی که بسیار از روش ابرآبگریزی استفاده میکند، صنعت خودرو است. با پوشش دادن شیشه های خودرو، آنها را ابر آبگریز میکنند که باعث میشود این شیشه ها تا مدت ها نیاز به شستن نداشته باشند. از دیگر مکانیزم ها نیز برای این موارد استفاده میشود.