به همت محققان کشور؛

امکان اندازه‌گیری زاویه تماس قطره مایع با سطح فراهم شد

پژوهشگران دانشگاه تهران با ارتقای فناوری مربوط به دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس و کشش سطح، امکان آنالیز سطوح و زاویه تماس در حوزه نانو مهندسی سطح را در کشور فراهم کردند.

کد خبر: ۷۰۹۰۷۷

يکشنبه - ۱۸ شهريور ۱۳۹۷ / September 09, 2018

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، سید فرشید چینی، مجری طرح با بیان اینکه در مطالعات خود نسل سوم دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس و کشش سطحی را عرضه کرده‌اند، گفت: این دستگاه برای اندازه‌گیری زاویه تماس قطره مایع بر روی سطح جامد (Contact Angel) مورد استفاده می‌گیرد.

وی با اشاره به اهمیت این دستگاه توضیح داد: در صورتی که قطره آب روی سطحی قرار گیرد، بسته به زاویه‌ای که قطره مایع با سطح و فاز گازی (هوا) می‌سازد، سطوح به دو دسته تقسیم می‌شوند. در صورتی که زاویه تماس کوچکتر از ۹۰ درجه باشد، سطح "آبدوست" و اگر زاویه تماس بیشتر از ۹۰ درجه باشد، سطح "آب گریز" خواهد بود.

چینی با تاکید بر اینکه سطحی که زاویه تماس سطح آن بزرگتر و یا مساوی ۱۵۰ درجه باشد، سطح "فوق آب گریز" نامیده می‌شود، اضافه کرد: کاربرد این دستگاه برای اندازه‌گیری دقیق زوایای تماس استاتیکی، پیشروی، پسروی و هسیترزیس (پسماند) است.

مجری طرح با بیان اینکه این دستگاه قادر است قطره‌ای با اندازه دلخواه و به صورت اتوماتیک روی سطح نمونه را مورد مطالعه قرار دهد، خاطرنشان کرد: از طریق عکس‌برداری با دوربین با دقت بالا و پردازش تصویر که به وسیله برنامه کامپیوتری انجام می‌شود، زاویه تماس استاتیکی قطره اندازه‌گیری می‌شود.

وی ادامه داد: همچنین با قرار دادن قطره روی یک سطح و بزرگ و کوچک کردن آن با نرخ‌های معین می‌توان زوایای تماس پیشروی و پسروی و در نتیجه زاویه تماس هیسترزیس (پسماند) را به دست آورد.

چینی، با بیان اینکه ویژگی‌های فنی و عملکردی نسل سوم این دستگاه با نسل‌های قبل از آن ارتقا یافته است، عنوان کرد: این دستگاه در کشور‌های آلمان، آمریکا و ژاپن تولید می‌شود و ما با مقایسه مدل بومی با نمونه‌های خارجی مشاهده کردیم که هیچ کدام از نمونه‌ها قابلیت دستگاه ما را ندارد.

این محقق با اشاره به توانمندی‌های این دستگاه، اظهار کرد: همه عوامل محیطی در اندازه‌گیری پارامتر‌های مختلف با استفاده از این دستگاه اثرگذار است. به عنوان نمونه این دستگاه دارای کمترین میزان ارتعاش بود که این امر می‌توانست نتایج تست‌ها را تغییر دهد؛ از این رو در مدت ۶ تا ۷ ماه تحقیق گسترده‌ای برای از بین بردن ارتعاشات دستگاه انجام دادیم.

وی ارتقای وسعت دید کانونی دوربین این دستگاه را از دیگر توانمندی‌های آن نام برد و گفت: برای اولین بار در این دستگاه از لنزی استفاده کردیم که به جای مشاهده یک نقطه کانونی، "رنجی" از فاصله کانونی در آن ایجاد شد.

این محقق ادامه داد: قطره‌ای که بر روی سطح ریخته می‌شود، ابعاد آن تغییر می‌یابد و از آنالیز تصاویر این قطره می‌توانیم بفهمیم سطوح دارای چه خواصی است.

مجری طرح اضافه کرد: قطره‌ای که بر روی سطح ریخته می‌شود، به تدریج بزرگتر و از فاصله کانونی دوربین دستگاه خارج می‌شود و ما با استفاده از این لنز بستری را فراهم آوردیم که قطره مایع مورد نظر همواره در فاصله کانونی دوربین نگه داشته شود و امکان مشاهده و آنالیز قطره با استفاده از دوربین دستگاه میسر باشد.

وی با بیان اینکه این ویژگی در نمونه‌های خارجی وجود ندارد، گفت: این دستگاه تنها در آزمایشگاه‌ها کاربرد ندارد، بلکه از آن می‌توان برای اندازه‌گیری زوایای تماس استاتیک و دینامیک در صنایع نفت، گاز، توربوماشین‌ها، نساجی، رنگ و رزین و پوشش‌های خود تامین‌شونده و همچنین صنایع داروسازی بهره برد.

به گفته این محقق، دسترسی سریع به داده‌هایی از جمله دما و رطوبت محیط از طریق ماژول اضافه شونده نمایشگر لمسی، سیستم تزریق اتوماتیک با قابلیت انتخاب سرعت، اندازه‌گیری کشش سطحی با روش قطره آویزان، اندازه‌گیری زاویه تماس به صورت زنده و بدون تاخیر از جمله مزایای دستگاه ساخته شده است.

چینی، به بیان اهمیت دستیابی به دانش فنی ساخت دستگاه اندازه‌گیری زاویه تماس و کشش سطحی پرداخت و افزود: در گزارشی که در سال ۲۰۱۶ از سوی بزرگترین شرکت مشاوره‌ای دنیا منتشر شد، ۱۲ فناوری نام برده شد که قادر هستند شکل صنعت را تغییر دهند و گلوگاه همه فناوری‌ها علم مهندسی سطح است و این دستگاه راه مطالعه این گلوگاه یعنی علم مهندسی است.

وی افزود: از این رو این دستگاه در دنیا کاربرد‌های فراوانی یافته است و آینده بزرگی در بخش‌های صنعتی خواهد داشت.