Регистрация / Вход
Прислать материал

Проведение научных исследований молодыми учеными. Разработка метода получения ультрагидрофобных поверхностей осаждением пленок фторсодержащих полимеров из сверхкритической двуокиси углерода.

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Выполнение этапа проекта
Проект
02.442.11.7490
Продолжительность работ
2006, 7 мес.
Бюджетные средства
0,4 млн
Внебюджетные средства
0 млн

Информация отсутствует

Этапы проекта

1
06.03.2006 - 31.05.2006
Краткое описание выполненных работ:
- были проведены патентные исследования и выполнен аналитический обзор патентной и научно-технической литературы по направлению "методы получения ультрагидрофобных поверхностей", что позволило выработать оригинальную стратегию, позволяющую получать ультрагидрофобные поверхности осаждением гидрофобных полимерных покрытий на шероховатую или пористую подложку из растворов в сверхкритической СО2;
- были экспериментально определены оптимальные условия проведения процесса гидрофобизации подложек осаждением пленок ряда фторсодержащих полимеров (УПТФЭ, Teflon AF2400, дендримеры) из сверхкритической СО2 для формирования ультрагидрофобных поверхностей: температура, давление, время экспозиции подложки в полимерном растворе, режим декомпрессии реакционной кюветы, масса полимерной навески;
- с помощью отработанной методики созданы единичные экземпляры гидрофобизованных образцов: различные типы фторсодержащих полимерных покрытий были нанесены на поверхности полимерных структур, тканей, бумаги, кристаллических поверхностей, углеродных пористых и наноструктурированных материалов;
- была разработана методика сравнительного анализа степени индуцированной ультрагидрофобности подложки методом измерения угла смачивания водой до и после экспозиции в растворах полимеров в сверхкритической двуокиси углерода;
- была разработана методика анализа динамики изменений геометрии капли воды, сидящей на тестируемой подложке, в режиме реального времени, позволяющая отслеживать уменьшение ультрагидрофобности при продолжительном контакте подложки и сидящей капли, оценивать гистерезис контактного угла, анализировать динамику растекания капли по подложке, фиксировать процесс сорбции сидящей капли пористой подложкой и делать выводы о механической стабильности нанесенных покрытий; с помощью разработанной методики были проанализированы свойства полученных гидрофобизованных образцов;
- были разработаны методики определения механической и химической стабильности полученных покрытий, а также методики анализа влияния нанесенных покрытий на пористую структуру и газопроницаемость модифицируемых подложек;
- методом сканирующей силовой микроскопии проведен сравнительный анализ морфологии гладких поверхностей подложек до и после экспозиции в растворах полимеров в сверхкритической двуокиси углерода.
Развернуть
2
01.06.2006 - 31.10.2006
Были экспериментально определены оптимальные условия проведения процесса гидрофобизации подложек осаждением пленок ряда гидрофобизующих агентов (УПТФЭ, Teflon AF2400, дендримеры, октакозан, дотриаконтан) из сверхкритической двуокиси углерода (ск СО2) для формирования ультрагидрофобных поверхностей: температура, давление, время экспозиции подложки в полимерном растворе, режим декомпрессии реакционной кюветы, масса полимерной навески. С помощью отработанной методики созданы единичные экземпляры гидрофобизованных образцов: различные типы гидрофобных покрытий были нанесены на поверхности полимерных структур, тканых материалов, бумаги, кристаллических поверхностей, углеродных пористых и наноструктурированных материалов, металлических структур, композитов.
Была разработана методика сравнительного анализа степени индуцированной ультрагидрофобности подложки методом измерения угла смачивания водой до и после экспозиции в растворах полимеров в сверхкритической двуокиси углерода, с помощью которой были проанализированы все полученные образцы. Была разработана методика анализа динамики изменений геометрии капли воды, сидящей на тестируемой подложке, в режиме реального времени, позволяющая отслеживать уменьшение ультрагидрофобности при продолжительном контакте подложки и сидящей капли, оценивать гистерезис контактного угла, анализировать динамику растекания капли по подложке, фиксировать процесс сорбции сидящей капли пористой подложкой, делать выводы о механической стабильности нанесенных покрытий и об их влиянии на пористую структуру подложки; с помощью разработанной методики были проанализированы свойства всех полученных гидрофобизованных образцов.
Как показал проведенный анализ, разработанный способ гидрофобизации позволил увеличить гидрофобность трековых полиэтилентерефталатных мембран; придать ультрагидрофобные и ультра-водорепеллентные свойства поверхности бумаги, различным тканым материалам, микропористым полимерным пленкам, металлическим и композитным структурам, нанести водоотталкивающее покрытие на поверхность воспламеняемых материалов, осадить на кристаллические подложки высокоструктурированные гидрофобные покрытия из дендримеров, в которых была детектирована регулярная упаковка макромолекул с нанометровым пространственным периодом; индуцировать у наноструктурированных пористых углеродных материалов ультра-фобные и ультра-репеллентные свойства по отношению как к воде, так и к химически агрессивным средам (кислотам).
Были разработаны методики определения стабильности полученных покрытий, а также методики анализа влияния нанесенных покрытий на пористую структуру и газопроницаемость модифицируемых подложек, с помощью которых были исследованы полученные образцы. Методами сканирующей силовой микроскопии и сканирующей электронной микроскопии проведен сравнительный анализ морфологии поверхностей ряда подложек до и после экспозиции в растворах полимеров в сверхкритической двуокиси углерода.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники" на 2002-2006 годы

Программное мероприятие

1.9 Проведение молодыми учеными научных исследований по приоритетным направлениям науки, высоких технологий и образования
Продолжительность работ
2010 - 2011, 16 мес.
Бюджетные средства
0,5 млн
профинансировано
Тема
Процессы переноса в двухфазной системе при взаимодействии недогретой жидкости с твердой поверхностью со сверхкритической температурой.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
1
Тема
Проведение научных исследований целевыми аспирантами по направлению полимерные системы с атомами углерода и кремния: получение новых пленок и покрытий; их использование в авиационной и космической техники
Продолжительность работ
2011 - 2012, 14 мес.
Бюджетные средства
0 млн
Количество заявок
2
Тема
Катализаторы для процессов электрокаталитического получения фторсодержащих органических жидкостей.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка наноканальных мембран на основе кремния и двуокиси кремния с профильными и упорядоченно расположенными каналами 1-100 нм для нанотехнологий.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 14 мес.
Бюджетные средства
10 млн
Количество заявок
2
Тема
Разработка методов синтеза бис(перфторциклогексаноил)пероксида, как инициатора реакций получения наноструктурированных фторсодержащих сополимеров.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 14 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
1