آبدوستی و آبگریزی: ایجاد ویژگی آبدوستی در لایه‌های کربن

ایجاد ویژگی آبدوستی در لایه‌های کربن

آبدوستی یا آبگریزی سطوح مختلف به ترکیبات شیمیایی و هندسه ساختاری آن‌ها بستگی دارد. این ویژگی از سطوح، نقش به‌سزایی در طبیعت و زندگی روزانه ما دارد. اگر آب به صورت قطره قطره روی سطح قرار بگیرد و به صورت یکنواخت گسترده نشود، آن سطح آبگریز است. در سطوح آبگریز زاویه تماس قطره آب با سطح بیشتر از حدود ۴۵ درجه است. در مقابل اگر قطره آبی که روی سطح قرار می‌گیرد به صورت یکسان پخش شود و زاویه تماس کمی با سطح داشته باشد، آن سطح آبدوست نامیده می‌شود.

در بیشتر موارد آبدوستی سطح به علت وجود گروه‌های آبدوست مثل هیدروکسیل (OH)، کربوکسیل (COOH) و کربونیل (CO) در سطح افزایش می‌یابد.

کنترل آبگریزی سطوح جامد با استفاده از موادی که دارای انرژی سطح کمی هستند، از راه‌های متداول در این زمینه است. مثلا با استفاده از پلیمرهای نانوساختار، سطوحی با درجه بالای آبگریزی تولید می‌شوند. کربن از جمله موادی است که به علت سازگاری با محیط زیست و صرفه اقتصادی مناسب در صنعت میکروالکترونیک، مورد توجه قرار گرفته است.لایه کربن ایجاد شده به روش تبخیر از نخ یا میله کربنی یا لایه کربن ایجاد شده به روش اسپاترینگ از تارگت گرافیت، به صورت آمورف می‌باشد. لایه کربن آمورف، دارای خاصیت آبگریزی است که می‌توان با استفاده از روش‌های مختلف و با توجه به کاربرد مورد نظر، این میزان آبگریزی را افزایش یا کاهش داد.

کاربردهای سطوح آبدوست/ آبگریز

سطوح آبدوست/آبگریز در تحقیقات علمی و صنایع مختلف بسیار پر کاربرد است. از کاربردهای مهم این سطوح می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:

• صنعت نساجی،
• تولید انواع فیلترها،
• دستگاه‌های میکروفلوئیدیک
• ایجاد لایه محافظ
• ایجاد سطوح خود تمیزشونده
• تقویت جذب مولکول‌های زیستی
• آماده‌سازی توری‌های میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)

توری‌های میکروسکوپ الکترونی عبوری

از جمله کاربردهای لایه نازک کربن آبدوست می توان به استفاده از آن در آماده‌سازی توری‌های میکروسکوپ الکترونی عبوری(Transmission Electron Microscope (TEM)) اشاره نمود. در این مورد استفاده، نیاز است تا خاصیت آبگریزی لایه کربن به آبدوستی تبدیل شود. که برای این منظور از پلاسما استفاده می‌شود. در این روش، پلاسمای اکسیژن، با سطح وارد واکنش شیمیایی می‌شود و امکان جذب گروه‌های عملکردی که موجب تغییر ویژگی‌های سطح می‌شوند را فراهم می‌کند.

اما پلاسمای آرگون، با سطح واکنش شیمیایی نمی‌دهد و بسته به انرژی پلاسما، آلودگی‌های سطح را از بین می‌برد و موجب افزایش زبری سطح می‌شود. این تغییر در زبری سطح، انرژی سطح را تغییر می‌دهد که موجب تغییر میزان آبدوستی سطح می‌شود.

دستگاه‌های لایه‌نشان کربن مجهز به پلاسما کلینر شرکت پوشش‌های نانوساختار

دستگاه‌هایی که به منظور آماده‌سازی توری‌های TEM مورد استفاده قرار می‌گیرند، معمولا علاوه بر لایه نشانی کربن، امکان افزایش میزان آبدوستی سطح کربن لایه نشانی شده با استفاده از پلاسما را نیز فراهم می‌آورند. تعدادی از مدل‌های مختلف دستگاه‌های ساخت شرکت پوشش های نانو ساختار، مثل مدل‌های DCR ،DCT، DSCR و DSCT، امکان لایه نشانی کربن را برای کاربر فراهم می‌آورند. این مدل‌ها، قابلیت نصب Plasma Cleaner را نیز دارند، تا کارایی آنها در فرایند آماده‌سازی توری‌های TEM کامل شود.

علاوه بر این، با استفاده از Plasma Cleaner قبل از انجام لایه نشانی و اعمال پلاسما بر سطح زیرلایه، کیفیت لایه ایجاد شده بهبود یافته و میزان چسبندگی آن به زیرلایه نیز افزایش می‌یابد. مدل‌های DST1-300 ، DST3 و DST3-T نیز مجهز به Plasma Cleaner هستند و توانسته‌اند رضایت کاربران متعدد را با عملکرد مطلوب خود جلب نمایند.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد دستگاه‌های ساخت شرکت پوشش های نانو ساختار به سایت این شرکت مراجعه نمایید.