Development of Mechanically Robust Water-Repellent Surfaces. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF Development_of_Mechanically_Robust_Water-repellent_surfaces_(Final).pdf Download (5MB) | Preview

Arabic Abstract

تلقى الطلاء الطارد للماء اهمية كبيرة نظرا لقابلية تطبيقه في عدة مجالات. يظل تطبيق هذا الطلاء لانتاج اسطح ذاتية التنظيف المستخدمة في مجال الخلايا الشمسية محدودا جدا نتيجة لنفاذيتة المنخفضة للطيف الشمسي المرئي ومتانتة المنخفضة لمقاومة الظروف القاسية. تركز هذه الدراسة البحثية على انتاج اسطح طاردة للماء (ذاتية التنظيف) لها متانة عالية و نفاذية اعلى للطيف الشمسي المرئي باستخدام طريقة طلاء الرش. الطلاء يتكون من عدة طبقات من مادة الطلاء المستخدمة والتي هى عبارة عن مزيج من مركب غير عضوي ذو توتر سطحي منخفض مع ثاني اكسيد السليكون النانوي. الاسطح المطلية التي تم انتاجها خلال هذه الدراسة لها زاوية تلامس عالية تصل الى 170 درجة وزاوية ميلان مقدارها درجة واحدة. اضافة الى ذلك تتمتع باستقرارية عالية تحت اختبار رش المياة والكشط الميكانيكي والاشعاع فوق البنفسجي. اظهرت الاسطح المطلية نفاذية ضوئية عالية تصل الى 90 % من نفاذية الزجاج غير المطلي بعد تسخينها عند 300 درجة مئوية. بناء على ما تم ذكره، من الممكن استخدام نتائج هذه الدراسة لانتاج اسطح شفافة ذاتية التنظيف وتطبيقها في الميدان حتى تحت ظروف قاسية جدا.

English Abstract

Superhydrophobic surfaces have recently attracted a lot of attention due to their high water repellency along with a wide range of applications in many fields. The application of such surfaces for self-cleaning purposes, such as in solar cell modules, has been limited due to lack of mechanical robustness, thermal stability and ultraviolet radiation resistance. The fabrication of superhydrophobic surfaces with mechanical robustness and high transmittance of visible light is still a major challenge. This research presents a method for fabrication of transparent, robust and stable superhydrophobic surfaces by simple spray-coating process. In this work, proper spraying cycles and mixtures of silane and 1%wt SiO2 nanoparticles has resulted in water contact angles as high as 170˚ with hysteresis of 6˚ and sliding angle of 1°. Developed surfaces during this work also exhibited excellent stability under pressurized jet water, abrasion and ultraviolet radiations. Improvement of visible light transmissivity was achieved by annealing the surface up to a temperature of 300°C. Measured optical transmissivity was found to be within 90% of that of virgin glass. With the unique combination of the above mentioned desired properties of the fabricated surface, this makes them promising candidate for outdoor self-cleaning applications even under harsh environmental conditions.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Mechanical
Department:	College of Engineering and Physics > Mechanical Engineering
Committee Advisor:	Merah, Neçar
Committee Members:	Gondal, Mohammad and Abu-Dheir, Numan
Depositing User:	ABUDULIKEN BAKE (g201402860)
Date Deposited:	22 Mar 2017 12:00
Last Modified:	31 Dec 2020 09:31
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140289