تهیه پوشش نانوساختار تیتانیا- سیلیکا ضد بازتاب خود تمیز شونده به روش سل-ژل

امروزه یکی از تلاش‌ها برای ساخت پوشش‌هایی با خواص ضدبازتاب و خود تمیزکننده است. زیرا اگرچه پوشش‌های ضدبازتاب کاربرد بسیاری در سلول‌های خورشیدی، جمع کننده‌های خورشیدی و بسیاری از وسایل نوری دیگر دارند اما این پوشش‌ها خاصیت ضدبازتابی خود را برای مدت طولانی در محیط‌های آلوده نگه نمی‌دارند. استفاده از تیتانیا با خواص خودتمیز کنندگی و ضد بخار مطلوب می‌باشد. برای به دست آوردن خاصیت ضدبازتابی و خود تمیزکنندگی رقابتی بین این دو وجود دارد. زیرا در صورت استفاده از تیتانیا ضریب شکست بالا می‌رود و از خاصیت ضدبازتابی می‌کاهد. در تحقیق حاضر برای ایجاد خاصیت ضد بازتابی و خود تمیزکنندگی از پوشش چندلایه تیتانیا-سیلیکا تهیه شده به روش سل-ژل بهره برده شد. برای ارزیابی پوشش از آنالیز طیف نگاری عبور vis-uv، طیف نگاری مادون قرمز ft-ir و میکروسکوپ الکترونی sem  ، تست afm و تست زاویه تماس استفاده شد. نتایج نشان دهنده به دست آمدن پوشش یکنواخت، با عبور بالا و از همه مهم‌تر پایدار در طول زمان بود. نتایج نشان داد، پوشش چندلایه به دست آمده با ضخامت 46 نانومتر دارای خواص ضدبازتابی با 98% عبور می باشد. نتایج ftir نیز نشان دهنده تشکیل پیوندهای si-o-si و ti-o-ti می‌باشد. نتیجه تست زاویه ترشوندگی پوشش حاکی از این است  که زاویه بسیار کمی در حد 2/3 درجه به وجود آمده است. لذا پوشش را باید فوق آب دوست معرفی کرد. این خاصیت که به علت حضور لایه‌های تیتانیا به دست آمده، تمیزکاری پوشش را آسان می‌کند. در این نمونه پس از گذشت زمان هیچ تغییری در میزان عبور نور ایجاد نشده است. دلیل این عدم تغییر، وجود ماده فوتوکاتالیستی تیتانیا است که نقش آن برای تمیز کردن تخلخل از طریق تجزیه مواد آلی پس از فعال‌سازی نور طبیعی خورشید است. بنابراین پوشش به دست آمده در گذشت زمان از لحاظ خاصیت ضد بازتابی پایدار خواهد بود.  

preparation of self-cleaning, anti-reflective titania-silica nanostructure coating by sol-gel metho

today, one of the efforts is to make coatings with anti-reflective and self-cleaning properties. because although anti-reflective coatings are widely used in solar cells, solar collectors and many other optical devices, these coatings do not maintain their anti-reflective properties for a long time in polluted environments. it is desirable to use titania with its self-cleaning and anti-vapor properties. there is a competition between the two to obtain anti-reflective and self-cleaning properties. because if titania is used, the refractive index increases and reduces the anti-reflective property. in the present research, the titania-silica multilayer coating prepared by sol-gel method was used to create anti-reflective and self-cleaning properties. uv -vis transmission spectrometry analysis, ft-ir infrared spectrometry and sem electron microscope, afm test and contact angle test were used to evaluate the coating. the results showed the achievement of a uniform coating, with high transmission and, most importantly, stable over time. the results showed that the multilayer coating obtained with a thickness of 46 nm has anti-reflective properties with 98% transmission. ftir results also indicate the formation of si-o-si and ti-o-ti bonds. the result of the coating wetting angle test indicates that there is a very small angle of 2.3 degrees. therefore, the coating should be introduced as ultra-hydrophilic property. this property, which is achieved due to the presence of titania layers, makes the coating easy to clean. in this sample, there was no change in the light transmission rate after the passage of time. the reason for no change is the presence of titania photocatalytic material, whose role is to clean the porosity through the decomposition of organic matter after the activation of sunlight. therefore, the obtained coating will be stable over time in terms of anti-reflection property.