Công nghệ tạo bề mặt siêu kỵ nước cho gỗ bồ đề bằng phương pháp phủ ZnO

Trong nghiên cứu này, gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) đã được phủ màng ZnO bằng công nghệ nano, sau đó xử lý bằng axít stearic để tạo ra tính năng siêu kỵ nước. Đặc tính bề mặt của màng phủ đã được kiểm tra thông qua phương pháp hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS), nhiễu xạ tia X (XRD) và đo góc tiếp xúc với giọt nước.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Công nghệ tạo bề mặt siêu kỵ nước cho gỗ bồ đề bằng phương pháp phủ ZnOGiải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa học CÔNG NGHỆ TẠO BỀ MẶT SIÊU KỴ NƯỚC CHO GỖ BỒ ĐỀ BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHỦ ZnO Phạm Văn Duy*, Lê Thị Hằng Trường Đại học Lâm nghiệp * Tác giả liên lạc: phamdongphong3268@gmail.com TÓM TẮTTrong nghiên cứu này, gỗ Bồ đề (Styrax tonkinensis) đã được phủ màng ZnObằng công nghệ nano, sau đó xử lý bằng axít stearic để tạo ra tính năng siêu kỵnước. Đặc tính bề mặt của màng phủ đã được kiểm tra thông qua phương pháphiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDS), nhiễu xạ tia X(XRD) và đo góc tiếp xúc với giọt nước. Kết quả thể hiện, màng phủ trên gỗ đượccấu thành từ các tấm ZnO kích thước micro/nano mét với cấu trúc tinh thể dạngWurtzite. Góc tiếp xúc với giọt nước của bề mặt gỗ sau khi phủ lớn hơn rõ rệt sovới gỗ không phủ. Ngoài ra, thí nghiệm còn cho thấy, với điều kiện xử lý axítstearic khác nhau thì góc tiếp xúc với giọt nước cũng khác nhau, trong đó có mộtsố chế độ thí nghiệm đã tạo ra lớp phủ siêu kỵ nước với góc tiếp xúc lớn hơn150o. Đặc tính bề mặt lớp phủ ZnO của nghiên cứu đã làm cho gỗ Bồ đề từ loạivật liệu ưa nước trở thành vật liệu siêu kỵ nước và có tính năng tự làm sạch.Từ khóa: Bề mặt siêu kỵ nước, công nghệ nano, góc tiếp xúc, gỗ Bồ đề, ZnO. FABRICATION OF SUPER-HYDROPHOBIC SURFACES FOR STYRAX TONKINENSIS WOOD BY ZnO COATING METHOD Pham Van Duy*, Le Thi Hang Vietnam National University of Forestry * Corresponding Author: phamdongphong3268@gmail.com ABSTRACTIn this research, the Styrax tonkiensis wood with superhydrophobic surfaces wasobtained by ZnO coating follwed by treating with stearic acid solution. Surfacecharacteristics of the coating were examined by Scanning Electron Microscopy(SEM), Energy-dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), X-ray Diffraction (XRD),and water contact angle (WCA). The results showed that, the wood coating wascomposed of micro / nano-size ZnO sheets with Wurtzite crystal structure. Thewater contact angle of the coated-wood was significantly greater than that ofuncoated-wood. In addition, experiments showed that, with different stearic acidtreatment conditions, the water contact angle was not the same. In particular,some experiments have created super-hydrophobic coatings with contact anglesgreater than 150 degrees. The surface characteristics of the ZnO coating of thisstudy have made the S. tonkinensis wood from the hydrophilic material becomesuper-hydrophobic and self-cleaning material.Keywords: Nano technology, Styrax tonkinensis wood, superhydrophobiccoating, water contact angle, ZnO.ĐẶT VẤN ĐỀ công nhận trên thế giới (sắt thép, xiGỗ là nguồn nguyên liệu tái tạo duy măng, gỗ, nhựa). Với tính chất độc đáonhất trong bốn loại nguyên liệu được và đặc tính môi trường rất tốt nên gỗ 530Giải thưởng Sinh viên nghiên cứu khoa học Euréka lần 20 năm 2018 Kỷ yếu khoa họcluôn được con người yêu thích, và giản và hiệu quả.được sử dụng rộng rãi trong xây dựng, Với mục đích nâng cao chất lượng gỗsản xuất đồ gỗ, trang trí nội thất và từ loại vật liệu ưa nước trở thành vậtnhiều lĩnh vực khác. Tuy nhiên, do gỗ liệu siêu kỵ nước, nghiên cứu này đãlà vật liệu hữu cơ, có cấu trúc xốp, rỗng áp dụng công nghệ nano để phủ gỗ Bồvà chứa nhiều nhóm chức ưa nước, nên đề bằng màng ZnO, đồng thời phângỗ có khả năng hút ẩm và nước rất tích cấu trúc bề mặt lớp phủ và đánhmạnh. Khi để gỗ trong môi trường có giá các đặc tính và tính năng của bề mặttác dụng của oxy, ánh sáng, nước, thời gỗ sau khi phủ gồm: cấu trúc hiển vigian dài dễ dàng phát sinh những hiện màng phủ, cấu trúc tinh thể của ZnO,tượng như: biến dạng, nứt, mục, biến góc tiếp xúc giọt nước và khả năng tựmàu,... Nguyên nhân cơ bản dẫn đến làm sạch của gỗ sau khi phủ.các hiện tượng này là do tính ưa nướccủa gỗ (Chương and Tường, 2013). VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁPĐể giảm tính ưa nước của gỗ, có rất NGHIÊN CỨUnhiều giải pháp/công nghệ xử lý như Vật liệu và hóa chất nghiên cứuxử lý nhiệt/biến tính nhiệt, axetyl hóa Gỗ bồ đề rừng trồng 7-8 tuổi, khai thácgỗ, xử lý silan hóa gỗ, polymer hóa tại Tuyên Quang, độ ẩm thăng bằnggỗ, ngâm tẩm nhựa phân tử lượng MC = 12%. Kích thước mẫu 5 mm xthấp,… Những giải pháp này ở mức độ 20 mm x 45 mm. Hóa chất nguồn tạonhất định tuy có thể làm giảm thiểu khả Zn2+: Zinc acetate dehydratenăng hút nước của gỗ nhưng không thể ...