از آئروژل های سیلیکا به دلیل ریزساختار متخلخل و خواص برجسته مانند چگالی کم، تخلخل زیاد به عنوان جاذب برای حذف آلاینده­های آلی استفاده می­شود. با این حال، کاربرد آن ها به دلیل هزینۀ بالای تولید محدود شده است. بنابراین، استفاده از پیش مادۀ ارزان بهای آب شیشه و فرایند کم هزینۀ خشک کردن در فشار محیط پیشنهاد می­شود. در این مطالعه، آئروژل سیلیکای مزومتخلخل آب گریز بااستفاده از دو پیش مادۀ آب شیشه و متیل تری اتوکسی سیلان در نسبت مولی 1/5=MTES/WG با روش خشک کردن در فشار محیط تهیه و به عنوان جاذب استفاده می­ شود. نتایج نشان داد که شرایط بهینۀ 8/5=pH، پیرسازی دومرحله ای، شست وشوی یون سدیم و از همه مهم تر استفاده از عامل فعال سطحی CTAB منجربه تهیۀ آئروژل­ با خواص برجسته مانند چگالی کم 0/102 گرم بر سانتی­متر مکعب، زاویۀ تماس زیاد ◦140، تخلخل زیاد 95%، مساحت ویژۀ زیاد 1588متر مربع بر گرم و متوسط اندازۀ حفره ها به طور متوسط 5/7 نانومتر شد. ظرفیت جذب آئروژل ها در 6 حلال مختلف بنزین، نفت، هگزان، تولوئن، کلروفرم و اتانول اندازه گیری شد. نتایج ظرفیت جذب نشان داد که ایروژل تهیه شده روغن را حدود 20 برابر، بنزین را حدود 5/9 برابر، تولوئن را حدود 4/4 برابر و هگزان را حدود 2/7 برابر بیشتر از کربن فعال جذب کرد. ویژگی جذب تکرارپذیر نیز با انجام آزمایش های چرخه ای برای نفت خام نشان داد که آئروژل، شکل و ساختار اصلی خود را تا چرخۀ ششم حفظ می کند و ظرفیت جذب تا چرخۀ چهارم کاهش بسیار کمی را نشان می­ دهد.

در سال های اخیر، تهیه سازه های لیفی ایروژلی منعطف، مستحکم و دوست دار محیط زیست، مورد توجه محققان قرار گرفته است. در تحقیق حاضر، سازه لیفی جدید سیلیکاایروژل/الیاف بازالت برای اولین بار با استفاده از الیاف بازالت و نانوساختار سیلیکاایروژل بر اساس فرآیند سل-ژل دومرحله ای و روش خشک کردن در فشار محیط و با غوطه ورسازی لایه ی الیاف بازالت در سل سیلیکا تهیه شد. ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل با استفاده از آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی میدان وسیع (FE-SEM) و جذب و واجذب نیتروژن، شناسایی و گروه های شیمیایی، خواص آب گریزی و زبری سطح الیاف بازالت و سازه با استفاده از آزمون های مختلف شامل آزمون طیف سنجی مادون قرمز (FTIR)، زاویه تماس و زبری سطح بررسی شد. نتایج نشان دادکه ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل حاصل، چگالی g/cm3 34/0، تخلخل 85% و سطح مخصوص m2/g 750 دارند. اندازه حفرات در محدوده 2-22 نانومتر بوده و میانگین آن ها 5/1± 7 نانومتر است. بررسی ریخت شناسی الیاف و سازه حاصل نشان داد که تشکیل ذرات نانوساختار سیلیکاایروژل و پوشش آن ها بر سطح الیاف بازالت در اثر فرایند سنتز سل-ژل به طور موثری صورت گرفته و منجر به ایجاد خواص آب گریزی شدید در الیاف بازالت آب دوست شده است. به طوری که زاویه تماس الیاف بازالت با آب از 0 درجه به 114 درجه در سازه حاصل افزایش پیدا کرد. همچنین زبری سطح الیاف بازالت در اثر پوشش دهی با سیلیکاایروژل، به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یافته و افزایش حجم سل در تهیه سازه حاصل منجر به پوشش دهی بیشتر سطح الیاف بازالت با ذرات سیلیکاایروژل شده و بنابراین افزایش زبری سطح الیاف از 6/3 به 11 میکرومتر را درپی داشت.

در این مطالعه، عملکرد میکروکانال چاه گرمایی با دیواره های فوق آب گریز برای نسبت های مختلف همگرایی دیواره های کانال مقایسه شده است. بدین منظور، معادلات سه بعدی ناویر-استوکس و معادله انرژی با شرایط مرزی لغزش سرعت و پرش دما با روش حجم محدود حل می شوند. سپس برای یک توان پمپاژ ثابت، به بررسی تغییرات مقاومت حرارتی چاه گرمایی با تغییر تعداد کانال و ضرایب همگرایی عرضی و ارتفاع کانال، پرداخته می شود. نتایج نشان می دهد که در صورت استفاده از دیواره های فوق آب گریز، نسبت بهینه همگرایی عرضی کانال، بزرگ تر از حالتی است که از دیواره های آب دوست استفاده شود. در صورت لغزش مایع بر روی دیواره، تاثیر تعداد میکروکانال ها بر عملکرد چاه گرمایی افزایش می یابد. این موضوع کاهش اثر همگرایی عرضی کانال را به دنبال خواهد داشت. همچنین مشخص شده است که در صورت استفاده از دیواره های فوق آب گریز، تعداد بهینه کانال ها افزایش می یابد، تا با کاهش کوچک ترین بعد کانال، به افزایش اثر لغزش سطحی کمک کند. درنهایت، نشان داده شده است که برای توان پمپاژ 0.05 وات، استفاده از چاه گرمایی با میکروکانال های همگرا و فوق آب گریز، در مقایسه با میکروکانال های مرسوم، کاهش 28 درصدی مقاومت حرارتی کلی را به همراه خواهد داشت. درواقع افزایش دبی جریان به واسطه استفاده از کانال های همگرا با دیواره های فوق آب گریز بر اثر نامطلوب پرش دمایی بر انتقال حرارت غلبه کرده و بهبود قابل توجه عملکرد چاه گرمایی را به دنبال خواهد داشت.

سطوح فوق آب گریز دافع آب هستند و با کج کردن سطح قطره آب از روی آن می لغزد. محققان بسیاری در طی سالیان متمادی، به ساخت این سطوح و توسعه کاربرد آن­ها در علوم مختلف پرداخته­اند. مقاله مروری حاضر ضمن تمرکز بر پیشرفت های اخیر، به بررسی روش های ساخت و کاربردهای سطوح فوق آب گریز در صنعت بسته بندی و زنجیره تأمین پرداخته است. در این مقاله از طریق جستجو در پایگاه­های Scopus، Springer، Science Direct، Pub Med، Sage journals و مجله علوم و فنون بسته­بندی به بررسی اطلاعات منتشر شده طی سال­های 2004 تا 2021 در این زمینه پرداخته شد. نتایج تحقیقات متعدد حاکی از کاربرد گسترده این فناوری در توسعه ساخت سطوح با اثرات ضد میکروبی، ضد چسبندگی، ضد خوردگی، ضد رسوب، ضد یخ زدگی و ضد مه، مقاومت به رطوبت و کاهش پدیده مهاجرت است که در زنجیره تأمین (از زمان تولید تا رسیدن به­دست مصرف کننده نهایی) به خصوص صنعت بسته بندی، ساخت ظروف حمل و وسایل نقلیه اهمیت دارد. علی رغم تحقیقات صورت گرفته تا به امروز، مطالعات بیشتری در این زمینه مورد نیاز است چرا که هزینه بالا، پایداری پایین و پیچیدگی زیاد از نقاط ضعف ساخت این سطوح است که کاربرد گسترده آن را در صنعت بسته­بندی و زنجیره تأمین محدود می­سازد.

سطوح فوق آب گریز به عنوان روشی اساسی جهت کاهش پسای اصطکاکی اجسام غوطه ور در آب مورد توجه زیادی قرار گرفته اند. ارزیابی دقیق و پیش بینی مقدار کاهش پسای ناشی از به کارگیری این سطوح نیازمند اندازه گیری های هزینه بر، شبیه سازی های عددی و یا توسعه مدل ها و روابط قابل اعتماد می باشد. در این مقاله یک مدل برای محاسبه ضریب اصطکاک پوسته ای و کاهش پسای سطوح تخت فوق آب گریز ارائه می شود. از داده های پیشین مربوط به ضریب اصطکاک پوسته ای سطوح تخت با شرایط مرزی عدم لغزش استفاده شده و مدلی ارائه می شود که به کمک آن بتوان کاهش پسای اصطکاکی و ضریب اصطکاک پوسته ای این سطوح را پس از اعمال پوشش های فوق آب گریز محاسبه نمود. با استفاده از شبیه سازی عددی، نتایج مدل با نتایج شبیه سازی جریان سیال روی صفحه تخت در سرعت های مختلف مقایسه شده و اعتبار مدل تایید شده است. نتایج مدل و شبیه سازی نشان دهنده آن است که در سرعت های ورودی 1، 5 و 25 متر بر ثانیه و طول لغزش 50 میکرون، کاهش پسای اصطکاکی به ترتیب 15، 41 و 77 درصد انتظار می رود. همچنین، با افزایش عدد رینولدز جریان، کاهش اصطکاک پوسته ای افزایش می یابد. مدل توسعه داده شده برای سطوح تخت اعتبارسنجی شده و توانایی آن در محاسبه ضریب اصطکاک پوسته ای و نیروی پسای این سطوح به دقت مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال برای بررسی اعتبار مدل برای سطوح با انحنا و طول لغزش متغیر، تحقیقات بیشتری نیاز می باشد.

سابقه و هدف: اصلاح سطح و پوشش­دهی یکی از روش­های مؤثر برای افزایش عملکرد و عمر مفید سازه­های چوب محسوب می­شود. انواع تکنیک­های فوق­آب­گریزی با زاویه تماس بالای 150 درجه و زاویه لغزش کمتر از 10 درجه، علاوه بر ایجاد آبگریزی بسیار بالا، ماهیت ضد میکروبی و سایر خواص سطحی بستر را نیز بهبود می­دهند. مواد فلوره و نانوذرات از رایج ترین مواد در این زمینه هستند. باوجوداین، مقاومت در برابر تخریب مکانیکی، رطوبتی و مسئله زیست محیطی در ارتباط با سطوح فوق­آبگریز بسیار حائز اهمیت است. موم­های طبیعی یکی از مواد کارآمد و سالم برای ایجاد پوشش فوق آبگریز بادوام با زیست سازگاری بالا مطرح هستند. در این تحقیق از نانو سیلیکای اصلاح شده با مواد الکیلی غیر فلوئوره در حضور رزین اپوکسی برای ایجاد سطوح فوق آبگریز روی چوب توس (Betula pendula) استفاده شده است. همچنین، از موم گیاهی نخل کارنابا برای افزایش خودتمیزشوندگی و پایداری زاویه تماس در شرایط آسیب مکانیکی، رطوبتی و محیط­های مخرب به طور مقایسه­ای استفاده شده است.مواد و روش­ها: از دودسیل­تری کلروسیلان در حضور حلال تولوئن برای عامل دار و هیدروفوب کردن نانو سیلیکا استفاده شد. از فرمولاسیون حاوی 2 درصد نانو سیلیکای اصلاح شده و مقداری رزین اپوکسی به روش اسپره برای پوشش­دهی و فوق­آبگریز کردن چوب توس استفاده گردید. همچنین، از مقدار بهینه­ موم نخل برزیلی کارنابا (موم گیاهی) به عنوان عامل تقویت کننده و مقاوم­ساز برای ساخت پوشش نانوهیبریدی استفاده شد. دوام و پایداری به تخریب مکانیکی (سایش سمباده، ضربه آب) و شرایط پرمخاطره (اسیدی، قلیایی، اشعه فرابنفش و حلال) بررسی گردید. در نهایت ظرفیت خودتمیزشوندگی سطوح چوبی فراوری شده، به روش­های متفاوت کیفی (سطح شیب دار) و کمی (قطره گذاری) با استفاده از مایعات مصرفی خوراکی ارزیابی شد.یافته­ها: هر دو نوع نانو پوشش کامپوزیتی (بدون موم) و هیبریدی (حاوی موم) سبب ایجاد ماهیت فوق آبگریزی روی چوب توس شدند. افزودن مقدار بهینه از موم کارنابا به ساختار نانو پوشش بر پایه اپوکسی، منجر به زاویه تماس 170 درجه و زاویه لغزش کمتر از 3 درجه قطره آب می­شود. علاوه بر این، افزودن موم کارنابا سبب پایداری و استحکام سطوح فوق آب­گریز در شرایط پرمخاطره آبی و مکانیکی (سایش سمباده) شد. بالاترین میزان پایداری در محیط­های پرمخاطره مربوط به نانو پوشش هیبریدی بود. بالاترین میزان زاویه تماس برای آب انار و کمترین برای شیر مشاهده شد. همچنین، ظرفیت خودتمیزشوندگی با انواع نوشیدنی نوشابه زرد و مشکی بر روی سطح فوق آبگریز موفقیت آمیز بود.نتیجه گیری: استفاده از موم کارنابا سبب افزایش زاویه تماس و کاهش زاویه لغزش شد. استفاده از موم کارنابا سبب بهبود چشمگیر خواص مکانیکی و ضدآبی پوشش فوق آبگریز شد. ماهیت شیمیایی موم درون پوشش نانو هیبریدی دلیل برتری پوشش فوق آبگریز روی چوب است. سطح فوق­آب­گریز ساخته شده با پوشش نانوهیبریدی در حضور موم کارنابا دارای ظرفیت خودتمیزشوندگی، زیست سازگاری و پایداری در شرایط سرویس بوده و برای حفاظت از انواع سطوح عمومی در زمینه مواد غذایی، به ویژه مواد لیگنوسلولزی مانند چوب و کاغذ می تواند استفاده شود.

سطوح فوق آب گریز، دارای کاربردهای فراوانی از جمله کاهش پسای اصطکاکی، سطوح ضدیخ، ضدخزه و سطوح خودتمیز شونده هستند. همچنین با طراحی دقیق این سطوح می توان به افزایش ضریب انتقال گرما در انتقال گرمای چگالش دست یافت. در سال های اخیر روش های متنوعی برای تولید سطوح فوق آب گریز ارائه شده که برخی از آنها بسیار پیچیده بوده و برای کاربردهای صنعتی دارای قابلیت های اجرایی چندانی نیستند. در این مقاله ابتدا نمونه ای از پوشش نانوکامپوزیت فوق آب گریز به روشی ساده و قابل اجرا برای سطوح بزرگ تولید می شود. با استفاده از این روش سطح فوق آب گریزی با ساختارهای سطحی در چند مقیاس و با زاویه لغزش کمتر از 1± 5درجه به دست می آید. پس از ارزیابی مشخصات فوق آب گریزی به اندازه گیری طول لغزش سطح تولید شده پرداخته خواهد شد. لازم به ذکر است که طول لغزش سطوح فوق آب گریز مشخصه کاربردی این سطوح بوده که اندازه گیری آن همواره با چالش هایی همراه است. در این مقاله به کمک سیستم اندازه گیری ساخته شده، طول لغزش پوشش ایجاد شده اندازه گیری شده است. نتایج نشان دهنده آن است که به کمک روش ارائه شده برای تولید این سطوح، طول لغزش حدود 500-40میکرون قابل دستیابی خواهد بود.

هدف این پژوهش بررسی ویژگی های سطحی چوب بلوط پس از پوشش دهی با استئاریک اسید و گرمادهی آن با پرس داغ و آون و مقایسه آن با پوشش دهی با پوشش رزینی متداول کیلر-پلی استر بود تا اثرگذاری استئاریک اسید در مقایسه با پوشش متداول بر ویژگی های سطح چوب بلوط مشخص شود. این ویژگی ها شامل زاویه تماس قطره آب با سطح چوب و تغییرات رنگ سطح نمونه های چوبی بلوط بود. ویژگی های سطحی نمونه ها پیش و پس از 10 روز آب شویی تعیین شد تا میزان پایداری پوشش استئاریک اسید مشخص شود. برای بررسی و تایید پیوند استئاریک اسید با بسپارهای سطح چوب از طیف سنجی مادون قرمز استفاده شد. نتایج حاکی از آب گریز شدن سطح نمونه های تیمارشده با استئاریک اسید و گرمادهی شده پرس و آون نسبت به نمونه های بدون پوشش و پوشش رزینی بود. کاربرد استئاریک اسید سبب افزایش زاویه تماس قطره آب نسبت به سطح چوب و آب گریزی چوب راش گردید. ارزیابی پایداری آب گریزی سطح نمونه های تیمارشده با استئاریک نیز اسید نشان دهنده افت نکردن زاویه تماس قطره آب با سطح چوب و حفظ ویژگی آب گریزی حتی پس از آب شویی نمونه ها بود. میزان تغییر رنگ بر اثر استفاده از استئاریک اسید کم تر از دیگر مواد پوشش دهنده سطح چوب پس از پوشش دهی و پس از آب شویی بود.

روش استخراج به کمک دی اکسید کربن فوق بحرانی به دلیل دمای کم عملیات و نبودن حلال در محصول نهایی، جایگزین روش های قدیمی استخراج شده است. در این تحقیق تاثیر تغییر سه مولفه دما (35، 45، 55 درجه سلسیوس)، فشار (150، 175، 200 بار) و اندازه ذره (074/0، 149/0، 210/0 میلیمتر) بر بازده عطرمایه روغنی استخراج شده از گیاه دارویی کک گریز با دی اکسید کربن فوق بحرانی مطالعه شد. نتایج حاصل از آزمایش ها نشان داد که میزان استخراج با کاهش اندازه ذرات و افزایش فشار، افزایش یافت. افزایش دما تا 45 درجه سلسیوس تاثیر مثبتی در بازده استخراج دارد؛ اما با افزایش دما بیشتر از 45 درجه سلسیوس، کاهش بازدهی مشاهده شد. در شرایط فشار 200 بار و دمای 45 درجه سلسیوس و اندازه ذره 074/0 میلی متر، بیشترین میزان استخراج حاصل شده است.

در این تحقیق، ایروژل­ سیلیکا با روش سل ژل و خشک کردن در دمای محیط و با پیش­مادۀ سدیم سیلیکات ساخته شده است. ایروژل تهیه شده با این روش، فوق آب­گریز است. برای آب­دوست کردن آن، نمونۀ تهیه شده در دمای 400 درجۀ سانتی­گراد به مدت 2 ساعت حرارت داده شد. ساختار نمونه­های تهیه شده با استفاده از الگوی پراش پرتو ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی، جذب و واجذب گاز نیتروژن مورد مطالعه قرار گرفته است. برای بررسی خاصیت آب­دوستی و آب­گریزی نمونه­ها، آزمایش سطح تماس قطرۀ آّب انجام شده است. پیوندهای شیمیایی نمونه­های تهیه شده با استفاده از طیف سنجی فرو قرمز تبدیل فوریه مورد مطالعه قرار گرفته شد. نتایج نشان دادندکه با آب­دوست شدن ایروژل­ سیلیکا، اندازۀ ذرات تشکیل دهندۀ آن بزرگ تر شده و توزیع اندازۀ حفره­های آن کمتر می­شود. زاویۀ تماس قطرۀ آب با سطح نمونۀ فوق آب­گریز 170 درجه است. این عدد برای نمونۀ آب­دوست به 51 درجه می­رسد. نتایج این تحقیق در مقایسه با نتایج تحقیقات مشابه، بهبود در خاصیت آب­گریزی و حجم کلی قطر حفره و قطر میانگین را برای نمونۀ فوق آب­گریز نشان می­دهد. در این تحقیق برای اولین بار اندازۀ ذرات ایروژل سیلیکای آب­دوست و آب­گریز با استفاده از نرم افزار دیجیمایزر اندازه­گیری شده است