Organically modified silica based nanomaterials for functional surfaces

Organik olarak modifiye edilmiş silikalar (ormosiller) organik ve inorganiklerin birleşimi özelliklerinden dolayı eşsiz malzemelerdir. Ormosiller içeriklerinde sert Si-O-Si bağlarında azalma sağlayan, esnek karakter kazandıran en az bir hidrolize olmayan organik grup bulundururlar. Böylece ormosiller hem organiklerin esnekliğini hem de inorganiklerin dayanıklılığını gösterirler. Organik grup ormosilinfonksiyonunu belirler, böylece uygun organik modifikasyonlarla özellikleri ayarlanabilir.Ormosiller kolayca sol-jel tekniğinin ılıman koşullarında hazırlanabilirler ve değişik yüzeylere düşük maliyetli ve basit tekniklerle ygulanabilirler.Bu tezde süperhidrofilik-süperhidrofobik, ışığı geri yansıtmayan-buğulanmayan, korozyon önleyici ve buzlanma önleyici (geciktirici) fonksiyonel kaplamalar, ormosil'lerve ince film formundaki nano-kompozitleri kullanılarak hazırlanmıştır. Metiltrimetoksisilan (MTMS) içsel hidrofobik doğasından dolayı bütün filmlerin sentezinde kullanılmıştır. Bu monomer herhangi bir yüzey modifikasyonuna gerek duyulmadan, normal sıcaklık ve basınçta gözenekli film oluşmasını sağlamaktadır.Su temas a¸cıları 179.9°'ye ulaşan ve gözenekliliği % 86 olan, esneklik, termal dayanımı yüksek, 600°C'de fırınlandıktan sonra süperhidrofiliğe geçiş yapma özelliğine sahip süperhidrofobik ormosil aerojel ince filmler faz ayrışması olmuş MTMS kolloidal s¨uspansiyonlarından hazırlanmıştır. Yüksek mekanik dayanımı olan, % 99.6 kadar yüksek ışık geçirgenliğine sahip, esnek ve 600°C'den sonra buğulanmama özelliğine geçiş yapan ışığı geri yansıtmayan filmler MTMS ve tetraetilortosilikat'ın birlikte jelleşmesiyle elde edilmiştir. Cama kıyasla dörtkat daha az korozyona uğrayıp korozyona karşı bariyer görevi görerek cam sübstratı alkalin korozyonundan koruyan cam için korozyon önleyici filmler ZnO ve ZrO2 nanoparçacıklarının gözenekli ve gözeneksiz ormosil film nanokompozitlerinin hazırlanmasıyla oluşturulmuştur. Buzlanma geciktirici kaplamaların hazırlanmasında şimdiye kadar bahsedilen ormosil filmerin değişik kombinasyonlarıkullanılmıştır ve temas açısı, temas açısının soğutma karşısında dayanıklılığı, yüzey prüzlülüğü ve donma zamanları arasındaki bağıntı incelenmiştir. Donma süresi boş camla kıyaslandığında ormosil kaplamalarda yüz kattan fazla artış gözlemlenmiştir.