Aerojel kaplamaların sentezi ve buzlanma önleme başarımlarının incelenmesi
Proje no. 23354 · Durum: Kapanmış (Yayın bekleniyor) · 2021
Özet
Buzlanma; hava araçlarından güneş panellerine, rüzgâr türbinleri ve elektrik hatlarına kadar birçok uygulamada güvenlik zafiyetlerinin yanı sıra ekonomik kayıplara da neden olmaktadır. Buzlanma kaynaklı enerji kayıplarının önlenmesinde, buzlanma önleyici/geciktirici kaplamaların geliştirilmesi oldukça önemli bir konudur. Bu konudaki çalışmalar, hidrofobik yüzey tasarımında yüzey pürüzlülüğünün etkili bir strateji olduğu yaklaşımına dayansa da, yüzey pürüzlülüğünün farklı çevresel koşullarda buz oluşumunu önlemede yetersiz kaldığı raporlanmıştır. Bu doğrultuda ortaya çıkan yenilikçi yöntemlerden biri olan yağlayıcı aşılanmış gözenekli destek yöntemi, önerilen bu projenin temelini oluşturmaktadır. Bu yönteme dayalı, yağlayıcın aerojel destek malzemesine aşılandığı çalışmalar literatürde oldukça azdır. Var olanlar ise, sentez basamaklarının meşakkatli olması ve yağlayıcının yapıya sonradan tutturulması gibi zaafiyetler barındırmaktadır. Bu proje ile çok işlevli yüzey kaplama çözeltilerinin, yağlayıcı ajanın sisteme doğrudan dahil edilerek tek aşamalı sol-jel yöntemiyle elde edilmesi hedeflenmektedir. Bu hedef doğrultusunda, buzlanma önleyici/geciktirici, hidrofobik (su itici), kendi kendini temizleyebilen çok işlevli kaplamaların sentezlenmesi, karakterizasyonu ve performanslarının incelenmesi çalışmaları yürütülecektir. Bu kapsamda aerojel film kaplama çözeltileri hazırlanacak ve farklı yüzeylere daldırma yöntemiyle uygulanacaktır. Kaplama çözeltilerinin hazırlanmasında birincil silan kaynağı olarak Tetraetilortosilikat, eş-başlatıcı olarak ise organik modifiyeli silan kaynakları (Methyltrimethoxysilane, Methyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, 3-Methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-Glycidoxypropyltrimehoxysilane) kullanılacaktır. Silan çözeltilerinin kimyasal yapıları, kaplamaların yüzey morfolojileri, hidrofobiklikleri, buzlanma gecikme zamanı ve adezyon kesme dayanımı gibi özellikleri belirlenecektir. Böylelikle enerji sistemlerinde kullanılmak üzere, su tutmazlık/buz iticilik başarımı yüksek aynı zamanda kolay sentezlenebilen ileri fonksiyonel kaplamaların geliştirilmesi planlanmaktadır.