ساخت و مشخصه‌یابی پوشش نانوکامپوزیت هیبریدی ‌سازگار با محیط ‌زیست

در این پژوهش، یک نوع پوشش نانوکامپوزیت هیبریدی معدنی آلی سازگار با محیط ‌زیست بر پایه دی‌اکسید سیلیسیوم محتوی نانوذرات هسته/ پوسته دی‌اکسید تیتانیوم/ دی‌اکسید سیلیسیم، برای حفاظت از کاشی‌کاری‌‌های نما در ابنیه تاریخی تهیه و مشخصه‌یابی شد. در تهیه زمینه کامپوزیت به‌روش سل ژل، با استفاده از دو شیوه فراصوت‌دهی و تقطیر بازگشتی، از تترااتوکسی ‌سیلان و پلی‌ دی‌متیل ‌سیلوکسان منتهی ‌به ‌هیدروکسی به‌ترتیب برای ایجاد زمینه‌ای از دی‌اکسید سیلیسیم و خلق ویژگی آب‌گریزی استفاده شد. نانوذرات دی‌اکسید تیتانیوم به‌صورت هسته/پوسته دی‌اکسید تیتانیوم/ دی‌اکسید سیلیسیم به‌عنوان جاذب پرتوی فرابنفش به‌کار رفتند. نانوکامپوزیت تهیه شده به‌روش غوطه‌وری روی لام میکروسکوپ و کاشی پوشش داده شد. خواص نانوذرات و پوشش‌ها‌ی حاصل با بهره‌گیری از آزمون‌های پراش‌ پرتوی ایکس (xrd)، طیف‌سنجی ‌مادون قرمز ‌تبدیل ‌فوریه (ftir)، میکروسکوپ‌ ‌الکترونی‌ عبوری (tem) و آزمون آب‌گریزی بررسی شدند. نتایج نشان دادند که تشکیل ساختار هسته/پوسته دی‌اکسید تیتانیوم/ دی‌اکسید سیلیسیم موفقیت‌آمیز بوده است. بررسی تاثیر مقدار پلی‌ دی‌متیل ‌سیلوکسان بر شفافیت، پیوستگی و آب‌گریزی پوشش نشان داد که مقدار بهینه این سیلوکسان در حدود 20 درصد وزنی است. بنا بر نتایج، نانوکامپوزیت‌های هیبریدی بر پایه دی‌اکسید سیلیسیم تقویت شده با نانوذرات هسته/پوسته دی‌اکسید تیتانیوم/ دی‌اکسید سیلیسیم می‌توانند پوشش‌های شفاف و آب‌گریز برای حفاظت کاشی و شیشه ایجاد کنند.

SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF AN ENVIRONMENTALLY-FRIENDLY HYBRID NANOCOMPOSITE COATING

In this research, a kind of environmentallyfriendly inorganicorganic hybrid nanocomposite coating based on silica containing titania/silica core/shell nanoparticles was synthesized and characterized for conservation of facade tiles in historical buildings. The matrix of the composite was prepared by solgel process via two methods of ultrasonic and reflux stirring. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) and polydimethyl siloxane hydroxyterminated (PDMSOH) were used for the formation of silica network and creation of flexibility and hydrophobicity, respectively. Titania nanoparticles were used in the form of titania/silica core/shell as ultraviolet absorber. The synthesized nanocomposite was applied on the microscope slides and tiles by dip coating technique. The properties of nanoparticles and coatings were characterized by Fouriertransform infrared spectroscopy (FTIR), Transmission electron microscopy (TEM) and water contact angle measurement. The results revealed that formation of titania/silica core/shell structure was successful. The investigation of PDMS content effect on transparency, cohesion and hydrophobicity of the coating confirmed that the optimum content of this siloxane was around 20 wt.%. In general, the results showed that the silicabased hybrid nanocomposite reinforced with TiO2/SiO2 core/shell nanoparticles could produce a transparent and hydrophobic coating for tile and glass protection.