پوشش های پلی دی متیل سیلوکسان اصلاح شده با نانوذرات سیلیکا و تیتانیوم دی اکسید و بررسی خواص آبگریزی، ضدیخ زدگی و آنتی باکتریایی آن ها

در سال های اخیر مطالعه بر روی پوشش های پلیمری زیست سازگار یا با حداقل سمیت مورد توجه فراوانی قرار گرفته است، همچنین اصلاح چنین پوشش های پلیمری برای رسیدن به اهداف و ویژگی های مختلف همچون آبگریزی، ضد یخ زدگی و آنتی باکتریایی برای کاربردهای مختلف گسترش زیادی داشته است. در این مطالعه، از پلیمر پلی دی متیل سیلوکسان به عنوان پوشش سیلیکونی، با خواص ویژه استفاده شده و برای بهبود خواص آبگریزی و ضدیخ زدگی از نانوذره سیلیکا و برای ایجاد خاصیت آنتی باکتریایی در آن از نانوذرات تیتانیوم دی اکسید استفاده شد. نانوذرات سیلیکا برای این کار ابتدا سنتز شدند و برای بررسی درستی سنتز نانوذرات سیلیکا آنالیزهای xrd، sem و ft-ir روی آن ها انجام شد. پس از آماده سازی بسترهای شیشه ای، پوشش های پلیمری با درصدهای مختلف از نانوذرات تهیه شده و در نهایت پوشش های دوتایی از نانوذرات سیلیکا با نانوذره القاکننده خاصیت آنتی باکتریایی در پوشش ها، بر روی بسترهای شیشه ای اعمال شد. بعد از تهیه پوشش های مختلف، خواص آبگریزی، ضدیخ زدگی و آنتی باکتریایی آن ها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج sem و توپوگرافی سطوح نشان داد که در نتیجه افزودن نانوذرات به pdms، زبری سطح افزایش پیدا می کند. با بررسی خواص ترشوندگی سطوح مشخص شد که سطوح اصلاح شده با دو نانوذره، دارای خاصیت فوق آبگریزی با زاویه تماس بالا (بالاتر از 150 درجه) هستند؛ که نشان دهنده انرژی سطحی پایین و زبری مناسب پوشش ها است. همچنین، با بررسی ضدیخ زدگی پوشش های تهیه شده مشخص شد که زمان یخ زدگی قطره آب بر روی سطوح فوق آبگریز تهیه شده نسبت به بستر بدون پوشش شیشه افزایش پیدا می کند. همچنین، سطوح فوق آبگریز تهیه شده خاصیت آنتی باکتریایی مناسبی از خود نشان دادند. بنابراین، چنین سطوحی با کارایی بالا در برابر یخ زدگی و آنتی باکتریایی می تواند بر روی بسترهای مختلف اعمال شود تا کاربرد آن در صنایع مختلف از جمله صنایع دریایی و پزشکی افزایش یابد.

Polydimethylsiloxane coatings modified with silica and titanium dioxide nanoparticles and investigation of their hydrophobic, anti-icing and anti-bacterial properties

In recent years, the study of biocompatible or minimally toxic polymer coatings has received much attention, as well as the modification of such polymer coatings to achieve various goals and characteristics such as hydrophobicity, anti-icing, anti-bacterial and anti-corrosive has been widely used for various applications.In this study, polydimethylsiloxane polymer is used as a silicone coating with special properties to improve the hydrophobic and anti-icing properties of silica nanoparticles and to create anti-bacterial properties in it from nanoparticles titanium dioxide are used. Silica nanoparticles are first synthesized for these purposes, and to check the accuracy of the synthesis of silica nanoparticles, XRD, SEM, and FT-IR analyzes are performed on them. After preparing glass substrates, polymer coatings with different percentages of nanoparticles are prepared and finally, double coatings of silica nanoparticles with nanoparticles inducing anti-bacterial properties in the coatings are applied on glass substrates. After preparing different coatings, their hydrophobic, anti-icing, and anti-bacterial properties were studied. The results of SEM and topography of the surfaces showed that as a result of adding nanoparticles to PDMS, the roughness of the surface increased. By examining the wettability properties of the surfaces, it was found that the surfaces modified with two nanoparticles have superhydrophobic properties with high contact angle (above 150 degrees); which indicates the low surface energy and suitable roughness of the coatings. Also, by checking the anti-icing properties of the prepared coatings, it was found that the icing times of water drops on the prepared superhydrophobic surfaces increases compared to the substrate without glass coating. Equaled Also, the prepared superhydrophobic surfaces showed good anti-bacterial properties. Therefore, such surfaces with high performance against icing and anti-bacterial can be applied on different substrates to increase their application in different industries including marine and medical industries.