Bu araştırma projeleri tarafından desteklenmiştir: MAT2014-60615-R ve MAT2017-82182-R tarafından finanse edilen devlet araştırma ajansı (SRA) ve Avrupa Bölgesel Kalkınma Fonu (ERDF).

Not: Protokol Şekil 2' de gösterilen düzeni izler.
1. numune hazırlama
<ol><li>
Kesme ve temizlik
	<ol>
<li>Metal bükme kullanarak, 250 x 250 mm alüminyum 0.5 mm yaprak x 25 mm x 45 mm x 0.5 mm adet kesilmiş. Not: Metal kesme kullanırken özel bakım alınması gerekir ve özel eğitim gerekli olabilir.</li>
		<li>Örnek bir tarafı kapsayan koruyucu film kaldırmak ve yaklaşık 50 mL çözüm temizlik kullanarak bu yan yıkayın. Örnekleri eldivenli ellerle nazikçe yıkayın. Aşındırıcı scourers kullanmaktan kaçının.</li>
		<li>Örnekleri bol distile su akışı içinde yıkayın. Daha sonra her örnek 30 ml % 96 etanol bırakın, o 300 s ve tekrar Ultrasaf Su 300 için 30 ml solüsyon içeren temizleyicide s.</li>
		<li>Örnekleri sudan çıkarın ve kuru onları oda sıcaklığında 1 h için.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Asit dağlama
	<ol>
<li>Gravür tepki için 4 M çözeltilerine HCl Ultrasaf Su13hazırlayın. Bu çözümün 480 için 80 mL her örnekte bırakın s. Tepki yaklaşık 360 sonra daha güçlü hale gelir yerel oksit yüzey katman kaldırıldığında s. Dikkat: güvenliğiniz için bu tepki olarak bir başlık kuralları. Eldiven, önlük ve koruyucu gözlük giymek.</li>
		<li>Asit solüsyonu içeren kabı yanındaki aniden reaksiyonu durdurmak için Ultrasaf Su ile başka bir ölçek kabı hazırlayın. Politetrafloroetilen cımbız kullanma örnek asit çözümden kaldırmak ve suya batırmayın. Bol Ultrasaf Su örnekte durulayın.</li>
		<li>Örnekleri tamamen süzülmüş ve sıkıştırılmış hava ile esen kuru. Gravür reaksiyon sonra örnek superhydrophilic ve kurutma zor bir görev olabilir unutmayın. Su üfleme tarafından makroskopik kaldırıldıktan sonra 600 için 120 ° c fırında su izlerinin giderilmesi s. Not: Bu kurutma işleminde özellikle örnekleri daha sonra silanized olmak için gerekli.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Hydrophobization
	<ol>
<li>
FAS-17 silanization tarafından Hydrophobization
		<ol>
<li>Buharı fazlı silanization önce hava-plazma 600 örnekleriyle tedavi bir plazma temizleyici 100 W. işletim ile s Bu işlem yüzey fonksiyonel grupların etkinleştirir (-OH grupları) silane moleküller için bağlayıcı olarak hareket.</li>
			<li>Daha sonra bir cam Petri biraz biraz yüzey eğilmek için bir pipet ucu yardımıyla hareket ettirildiğinde içinde örnekleri tanıtmak. Mevduat iki 50 µL damla 1H, 1H, 2H, 2H-Perfluorodecyl-triethoxysilane (FAS-17) Petri kabına örnek13yanında tarih.</li>
			<li>Petri kabına kısmen kapak ve bir gecede bir hava tahliye desiccator yerleştirin. Son olarak, desiccator hava basarım. Kullanıma hazır örnekleri, kaldırın.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Hydrophobization floropolimer tarafından (Politetrafloroetilen) ifade
		<ol>
<li>Yaklaşık 10 cm baskı örnekleri16 amorf floropolimer 1/20 (v/v)16oranında bir florokarbon çözücü bir çözüm ile sprey. Çözüm ile dolu bir parfüm difüzör bu amaç için kullanılabilir. Oda sıcaklığında 600 s. tekrarlamak için aynı süreç pürüzsüz hidrofobik alüminyum yüzey yapmak için bir temiz kazınmış yüzey üzerinde kurumaya bırakın (Rbir 0.25±0.03 = µm).</li>
			<li>İkinci bir kat uygulayın ve 600 110 ° C fırında örnekleri tanıtmak s Floropolimer kaplama polietilenin ve solvent toplam kaldırılmasını sağlamak için. Bu işlem dayanıklılık, üretici tarafından belirtildiği şekilde artırır.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Hydrophobization tarafından ceria-Stearik asit birikimi
		<ol>
<li>Temiz aseton/etanol/su, kazınmış örneklerinde solüsyon içeren temizleyicide onları için 300 s su ve basınçlı hava akışı içinde kuru onları.</li>
			<li>Örnekleri31 50 mL Seryum trichloride heptahydrate (CeCl3·7H2O) 2 g ve 3 mL %30 hidrojen peroksit (H2O2) içeren sulu çözeltisi içinde bırakın. Çözüm 1 h 40 ° C fırında dalmış örnek kuluçkaya.</li>
			<li>Çözümden kaldırmak, distile suyla durulayın ve 600 100 ° C fırında kuru s.</li>
			<li>Stearik asit, 900 için 30 mM etanol çözeltisi örnekte bırakın s, etanol durulayın ve 600 100 ° C fırında kuru s. Not: Kuru ve oda sıcaklığında soğuduktan sonra örnekleri kullanmaya hazır olursunuz. Ceria-Stearik kaplama asit ile üretilen SH yüzeyler bundan böyle Ce-SA kaplı yüzey adlandırılır.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. örnek karakterizasyonu
<ol><li>
Islatma Analizi
	<ol>
<li>
Zıplayan damla deneyler
		<ol>
<li>Damla deneyler13zıplayan tarafından üretilen örnek su iticilik derecesini değerlendirmek. Kimin iğne bulunur (10,1 ± 0.2) bir sabit şırıngadan yayımlanan bir damla tarafından verilen sıçrama sayısını ölçmek mm yüzey yukarıda. Damla genellikle 4 µL birimdir.</li>
			<li>Sıra yüksek hızlı bir fotoğraf makinesi ile yakalamak. Yüksek hızlı video edinme yazılımla satın alma oranı saniyede 4200 resimlere ve pozlama süresi için 235 µs gidermek.</li>
			<li>Video kaydedildi kere, belgili tanımlık damla (daha fazla sıçrama gözlenir) örnek ile tam temas zaten kadar damla ne zaman serbest andan itibaren istediğiniz sırayı seçin. Video dosyasını kaydedin.</li>
			<li>Her görüntü için yazılım32kullanarak açılan profil algılamak. Daha sonra çıplak gözle sıçrama sayısı video sıra oynarken ölçmek. Öyle kolayca tespit değil diye, maxima statik damla (fazla 15-%20) Merkezi kütlenin konumu üzerinde saymak.</li>
		</ol>
</li>
		<li>
Plaka deneyler devirme
		<ol>
<li>Bu sınama yalnızca her belirli aşınma test tarafından neden olduğu hasar ölçmek için kullanın. Su damlaları bir laboratuarı tasarlanmış devirme aparatı34kullanarak plaka deneyler (TPE)33 devirme ile kesme yapışma analiz.</li>
			<li>Yan görünümü resim alma inclinable bir platforma sabit örnek olarak yatırılır sesil bir damla kullanın. (At 16 fps sürekli Alım hızı) resim alma sırasında sabit açısal hız (5 ° / s) ile platform eğim. Bu nedenle, bir damla her 0.31 ° çekim. Not: belirli eğim açısı belgili tanımlık damla (slaytlar/rulo-off) yüzeyinde hareket eder ve bu durum ilerleyen ve basık kişi açılar belirlemek için hizmet edebilir (ACA ve RCA, sırasıyla) aynı anda. Temas küresel bir deplasman üretir en az devirme açı (yokuş yukarı ve yokuş aşağı temas hattı noktaları aynı anda hareket), sürgülü açı (SA) adlandırılır. SA TPE rapor burada değerdir.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Pürüzlülük ölçümleri
	<ol>
<li>Beyaz ışık confocal mikroskop kullanarak örnekleri mikro pürüzlülüğü analiz. 0,252 x 0,187 mm tek topografya başına bir tarama alanını ayarlar.</li>
		<li>Örnek başına en az 4 tek Topografyaları al. 50 X büyütme amacı kullanın, yakalama 200 dikey uçak dikey adımlarla, 0.2 µm. Ra faktörü (aritmetik pürüzlülük genlik) belirleyin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. dayanıklılık testleri
Not: ayrı ayrı her bir aşınma aracı tarafından indüklenen zarar değerlendirmek. Örnek başına birden fazla aşınma test yapmak değil.
<ol><li>
Yanal aşınma testleri Not: (Bkz. Şekil 3a) yanal aşınma testler aracılığıyla ticari bir doğrusal aşındırıcı uygulanmaktadır. Bu test standart aşındırıcı bahşiş bir yüzeye karşı teğet deplasman tarafından indüklenen aşınma değerlendirmek amaçlanmaktadır. Bu cihaz çok çeşitli aşındırıcılar, çok çeşitli uygulama baskılar, yanal hız ve aşındırıcı döngüsü35toplam sayısını ayarlama kullanımına izin verir.<ol>
<li>Standart prezervatif kullanmak aşındırıcı CS-10, üretici tarafından sağlanan. Hız 20 devir/dk. denetim için uygulanan basınç ağırlık kullanarak düzeltebilirsiniz. 350 g toplam ağırlığı için karşılık gelen araç tarafından izin verilen en düşük basınç ayarlı. Not: uç genişliği (6.70±0.05 mm) ve kullanılan ağırlık göz önüne alındığında, bu ayarlara karşılık gelen uygulanan basınç 97.3±1.4 değil kPa. Toplam aşınmış alan her aşınma döngüsü için belgili tanımlık uç ve toplam uzunluğu genişliğine göre sınırlıdır. 38,1 mm için ayarlayın.</li>
		<li>Her örnek için 1, 2, 3 ve 5 döngüsünden sonra indüklenen aşınma değerlendirin.<ol>
<li>Her giyim kullanımdan sonra yavaşça fırça (fırça üreticisi tarafından sağlanan kullanarak) yüzey, suyla durulayın ve kullanarak darbe basınçlı hava. TPE, kullanarak ıslatma özellikleri 2.1.2 bölümünde açıklandığı gibi değerlendirmek.</li>
		</ol>
</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Aşındırıcı parçacık çarpma testi
	<ol>
<li>Parçacık çarpma testi standart aşınma Test D968 tarafından esinlenerek Şekil 3b, gösterilen kurulumu kullanarak yapmak. 30 mL (yaklaşık 55 g), cam huni gelen aşındırıcı kum taneleri serbest bırakın. Onun yüzeyin en alt yüzeyinden (25±1) cm'de bulun.</li>
		<li>Huni dokunun çapı (12±1) mm kullanma ve (97±1) mm. uzunluğunda yer huni dikey olarak, örnek 45 ° eğme. Örnek üzerinde etkileyen sonra kum altına yerleştirilen bir kap içinde toplamak.</li>
		<li>Bir kez bir aşınma döngüsü yürütülen, yüzey distile su ile durulayın, basınçlı hava akışı içinde kuru ve TPE (Bölüm 2.1.2) tarafından ıslatma özellikleri değerlendirmek. Bu sürecin her örnek için ilâ 3 kere tekrar edin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
UV-ozon yüzey yıkımı testi
	<ol>
<li>Bir ozon temizleyici kullanarak UV-ozon yıkımı testi yapmak. Her örnek için 600 s ve tekrar oda sıcaklığında tedavi döngüsü bir kez.</li>
		<li>Daha sonra su yüzeyleri durulayın ve kuru onları basınçlı hava ile.</li>
		<li>Superhydrophobic özellikleri UV-pozlama sonra kalmak olup olmadığını belirlemek için 2.1.2 bölümünde açıklanan TPE tarafından ıslatma özellikleri değerlendirmek.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Suyu daldırma testi
	<ol>
<li>Su uzun bir daldırma sonra su temas ile indüklenen aşınma değerlendirin. Örnek 24 h Ultrasaf Su 100 mL ölçek tanıtmak.</li>
		<li>Örnekleri sudan çıkarın, basınçlı hava ile Kuru onları ve onları 600 120 ° C fırında yerleştirin su yüzeyinden toplam kaldırılmasını sağlamak için s. Yüzeyi tamamen kuru zaman 2.1.2 bölümünde açıklanan protokolü kullanılarak su maruz kaldıktan sonra ıslatma özellikleri değerlendirmek.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. anti-buzlanma verimliliği değerlendirme
Not: resim 1' de gösterilen üç yönleri anti-buzlanma verimliliği değerlendirme dayanmaktadır.
<ol><li>
Subcooled suyu damlama testi Not: Subcooled su iticilik örnekleri Şekil 4agösterilen kurulumu aracılığıyla mercek altına alındı. Örnek bir eğimli (30 °) platformu üzerine sabit –20 ° c dondurucu bir oda içinde kullanılmaya başlandı. Buz ve denge (0 ° c stabilize sıcaklığında) içinde distile su karışımı dondurucu odası yer alıyor.<ol>
<li>Peristaltik pompa kullanarak odası içinde soğuk su pompası ve bu örneği de düşük oranda 1 damla her 3 saniyede damladı önce derin dondurucu içinde dolaşımda. Tek damla aşağı yukarı 50 µL hacmi var.</li>
		<li>Sonra damlama süreç başlatılır, her 10 örnek yanal bir görüntüsünü yakalamak s buz yığılma oluşup oluşmadığını belirleyin.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Dondurucu gecikme testi
	<ol>
<li>Önceki bölümünde belirtilen aynı dondurucu oda içinde dondurma gecikme testini gerçekleştirmek.</li>
		<li>Örnek üzerinde yatırılır, yaklaşık-25 ° c aşağı oda sıcaklığına kadar gelen bir soğutma işlemi sırasında her sıcaklık donma sesil damla yüzdesini belirlemek Bu test için set-up Şekil 4b' gösterilir.</li>
		<li>Örnek (ile sıfır tilt) düzeyinde ve mevduat sesil dikkatle roll-off önlemek için çekiliyor. Damla su itici yüzeylerde yüksek hareketlilik nedeniyle, onlardan daha düşük bir sayı üzerinde SH örnekleri yerleştirin. Denemeyi SH yüzeyler için birkaç kez tekrarlamak.</li>
		<li>Sıcaklık ve bağıl nem termal prob kullanarak izleyin. Bağıl nem (RH) ticari bir nemlendirici ile kontrol. RH yaklaşık % 95 nemlendirici açık olduğundan ve nemlendirici kapatıldığında aşağı yaklaşık % 40 azaltır olduğunu.</li>
		<li>Örnek başına 30 µL yaklaşık 200 damla kullanın (buz gibi açılan Stokastik bir olgu olduğunu ve çok sayıda damla kullanımını analiz gerektirir). Not: Bu nedenle, bu çalışmalar geri kalanı için kullanılan daha büyük örnekleri bu test için kullanın. Bu durumda boyutu 125 x 62,5 mm ve protokolü de örnek veya hydrophobize yeni örnek boyutları onların yüzeylere etch uyum.</li>
		<li>Örnek dondurucu izole bir platform üzerine alt kısmı ortasında bir yer. Yavaşça bir dizi örnek (superhydrophobic örnek için 25) başına 70 damla Kasası. Dondurucu kapatın ve açın. Not: Zamanlı yaklaşık-25 ° c aşağı oda sıcaklığına kadar sıcaklık doğrusal olarak azalır Soğutma hızı üzerinde bağıl nem bağlıdır. Nemlendirici bağlıysa (yaklaşık 1 saat) daha az zaman alır iken düşük bağıl nem (unplugged nemlendirici), tüm süreci yaklaşık 2 saat sürer. Sıcaklık 0 ° C düşük olduğunda, damla nucleate başlar.</li>
		<li>Her sıcaklık (aralıkları 0.5 ° C), için tüm kadar bütünlük damla dondurulmuş donduruldu damla saymak.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Buz yapışma testi
	<ol>
<li>Her örneği temel oluşturmuştur (çekme-kapalı) kontrol edilebilir bir kişiyle bir parça alan ayırmak için uygulanması gereken kuvvet ölçmek. Şekil 4 cresimli kurulumu kullanarak bu testleri gerçekleştirin.</li>
		<li>Politetrafloroetilen boru iç çapı 10 mm ile ~ 28 mm yükseklik makas kullanarak silindir kesti. Silindir örnek karşı basın. 1.2 mL distile su ile doldurun. Dondurucu odasında dolu silindir tanıtmak ve 1 h için bekleyin. Not: su tamamen donmuş olduğunda, silindir ile örnek sıkıca bir forvet tabak kullanarak bir platforma sabittir.</li>
		<li>Naylon iplik kullanarak bir dijital güç ölçüm için silindir bağla. Bu silindir iplik ve iplik ile ilgili olarak silindir yönünü bağlantılı şekilde değerlendirme altında hangi türü (kesme veya çekme dayanımı) yapışma olduğuna bağlıdır. Bu ölçüm için bir motorlu test standı düzeltmek. Dondurucu odası kapatın ve 600 için bekleyin s.</li>
		<li>Ölçer (10 ± 0.5) mm/dk sabit bir hızda örnekten yerinden.<ol>
<li>Bu hız kontrol paneli motorlu test stand içinde el ile ayarlayın. Dinamometre okuma kontrol programın simgesini tıklatın. Kuvvet kaydetmek için Başlat tuşuna basın.</li>
			<li>Hemen sonra Dinamometre yukarı tutmak tarafından motorlu standı kontrol paneli içinde dikey deplasman alt basarak taşımak.</li>
		</ol>
</li>
		<li>İş parçacığının bir uzantısı ve buz bir ayrılık örnekten Dinamometre ile ilgili örnek çıkarılması ürettiği zaman Durdur ' u tıklatın ve oluşturulan veri dosyası kaydedin. Not: Ölçüm kuvvet zaman açısından izler. Dinamometre olduğu hız (10 mm/dak) yerlerinden bilerek, deplasman açısından güç belirleyin. Bu rüptürü kuvveti (maksimum güç istinat) ve birim alan başına yapışma gücünü belirlemek için hizmet vermektedir.</li>
		<li>Çekme-off yanal işlenirken kesme yapışma değerlendirin. Bu durumda kişi bölgesine uygulanan kuvvet paralel (bkz. Şekil 4b). Bu amaçla, örnek dikey olarak düzeltmek ve silindir baz metal halka kullanarak iplik bağlayın. Örnek tarafından kesme deplasman yüzeyinden ayırır kadar bu yüzük ölçüm tarafından çekin. Not: Mukavemetli yapışma testi en yüksek kuvvet değerlendirir ve çalışma yüzeyinden bir parça dikey olarak çekildiğinde ayırmak gerekir.</li>
		<li>Bu durumda, silindir ölçere bağlanmak için hizmet veren iki küçük silindir duvardaki delik. Sonra dikey olarak buz sonunda yüzeyden müstakil kadar çekin.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
	<li>Fang, G., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+anti-icing+behavior+of+superhydrophobic+surfaces.">Understanding the anti-icing behavior of superhydrophobic surfaces.</a> Surface Innovations. 2 (2), 94-102 (2014).</li><li>Wang, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Robust+superhydrophobic+coating+and+the+anti-icing+properties+of+its+lubricants-infused-composite+surface+under+condensing+condition.">Robust superhydrophobic coating and the anti-icing properties of its lubricants-infused-composite surface under condensing condition.</a> New Journal of Chemistry. 41 (4), 1846-1853 (2017).</li><li>Jung, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Are+superhydrophobic+surfaces+best+for+icephobicity?.">Are superhydrophobic surfaces best for icephobicity?.</a> Langmuir. 27 (6), 3059-3066 (2011).</li><li>Milionis, A., Loth, E., Bayer, I. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+advances+in+the+mechanical+durability+of+superhydrophobic+materials.">Recent advances in the mechanical durability of superhydrophobic materials.</a> Advances in Colloid and Interface Science. 229, 57-79 (2016).</li><li>Li, X. -. M., Reinhoudt, D., Crego-Calama, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=What+do+we+need+for+a+superhydrophobic+surface?+A+review+on+the+recent+progress+in+the+preparation+of+superhydrophobic+surfaces.">What do we need for a superhydrophobic surface? A review on the recent progress in the preparation of superhydrophobic surfaces.</a> Chemical Society Reviews. 36 (8), 1350-1368 (2007).</li><li>Sun, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Artificial+Lotus+Leaf+by+Nanocasting.">Artificial Lotus Leaf by Nanocasting.</a> Langmuir. 21 (19), 8978-8981 (2005).</li><li>Darmanin, T., Guittard, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+and+superoleophobic+properties+in+nature.">Superhydrophobic and superoleophobic properties in nature.</a> Materials Today. 18 (5), 273-285 (2015).</li><li>Marmur, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soft+contact:+Measurement+and+interpretation+of+contact+angles.">Soft contact: Measurement and interpretation of contact angles.</a> Soft Matter. 2 (1), 12-17 (2006).</li><li>Li, W., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hierarchical+structures+for+natural+superhydrophobic+surfaces.">Hierarchical structures for natural superhydrophobic surfaces.</a> Soft Matter. 4 (3), 462-466 (2008).</li><li>Ruiz-Cabello, F. J. M., Rodr&#237;guez-Criado, J. C., Cabrerizo-V&#237;lchez, M., Rodr&#237;guez-Valverde, M. A., Guerrero-Vacas, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Towards+super-nonstick+aluminized+steel+surfaces.">Towards super-nonstick aluminized steel surfaces.</a> Progress in Organic Coatings. 109, 135-143 (2017).</li><li>Yuan, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+superhydrophobic+surface+with+hierarchical+multi-scale+structure+on+copper+foil.">Fabrication of superhydrophobic surface with hierarchical multi-scale structure on copper foil.</a> Surface and Coatings Technology. 254, 151-156 (2014).</li><li>Varshney, P., Mohapatra, S. S., Kumar, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+coatings+for+aluminium+surfaces+synthesized+by+chemical+etching+process.">Superhydrophobic coatings for aluminium surfaces synthesized by chemical etching process.</a> International Journal of Smart and Nano Materials. 7 (4), 248-264 (2016).</li><li>Ruiz-Cabello, F. J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Testing+the+performance+of+superhydrophobic+aluminum+surfaces.">Testing the performance of superhydrophobic aluminum surfaces.</a> Journal of Colloid and Interface Science. 508, 129-136 (2017).</li><li>Mahadik, S. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+silica+coating+by+dip+coating+method.">Superhydrophobic silica coating by dip coating method.</a> Applied Surface Science. 277, 67-72 (2013).</li><li>Xu, L., Karunakaran, R. G., Guo, J., Yang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transparent,+superhydrophobic+surfaces+from+one-step+spin+coating+of+hydrophobic+nanoparticles.">Transparent, superhydrophobic surfaces from one-step spin coating of hydrophobic nanoparticles.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 4 (2), 1118-1125 (2012).</li><li>Montes Ruiz-Cabello, F. J., Amirfazli, A., Cabrerizo-Vilchez, M., Rodriguez-Valverde, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fabrication+of+water-repellent+surfaces+on+galvanized+steel.">Fabrication of water-repellent surfaces on galvanized steel.</a> RSC Advances. 6 (76), 71970-71976 (2016).</li><li>Li, L., Breedveld, V., Hess, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Creation+of+superhydrophobic+stainless+steel+surfaces+by+acid+treatments+and+hydrophobic+film+deposition.">Creation of superhydrophobic stainless steel surfaces by acid treatments and hydrophobic film deposition.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 4 (9), 4549-4556 (2012).</li><li>Wang, N., Xiong, D., Deng, Y., Shi, Y., Wang, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanically+robust+superhydrophobic+steel+surface+with+anti-icing,+UV-durability,+and+corrosion+resistance+properties.">Mechanically robust superhydrophobic steel surface with anti-icing, UV-durability, and corrosion resistance properties.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 7 (11), 6260-6272 (2015).</li><li>Azimi, G., Kwon, H. -. M., Varanasi, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+surfaces+by+laser+ablation+of+rare-earth+oxide+ceramics.">Superhydrophobic surfaces by laser ablation of rare-earth oxide ceramics.</a> MRS Communications. 4 (3), 95-99 (2014).</li><li>Liang, J., Hu, Y., Fan, Y., Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+of+superhydrophobic+cerium+oxide+surfaces+on+aluminum+substrate+and+its+corrosion+resistance+properties.">Formation of superhydrophobic cerium oxide surfaces on aluminum substrate and its corrosion resistance properties.</a> Surface and Interface Analysis. 45 (8), 1211-1216 (2013).</li><li>Azimi, G., Dhiman, R., Kwon, H. -. M., Paxson, A. T., Varanasi, K. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrophobicity+of+rare-earth+oxide+ceramics.">Hydrophobicity of rare-earth oxide ceramics.</a> Nature Materials. 12, 315 (2013).</li><li>Ruan, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+and+anti-icing+behavior+of+superhydrophobic+surfaces+on+aluminum+alloy+substrates.">Preparation and anti-icing behavior of superhydrophobic surfaces on aluminum alloy substrates.</a> Langmuir. 29 (27), 8482-8491 (2013).</li><li>Yin, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+investigation+of+ice+formation+on+surfaces+with+representative+wettability.">In situ investigation of ice formation on surfaces with representative wettability.</a> Applied Surface Science. 256 (22), 6764-6769 (2010).</li><li>Boinovich, L., Emelyanenko, A. M., Korolev, V. V., Pashinin, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+wettability+on+sessile+drop+freezing:+when+superhydrophobicity+stimulates+an+extreme+freezing+delay.">Effect of wettability on sessile drop freezing: when superhydrophobicity stimulates an extreme freezing delay.</a> Langmuir. 30 (6), 1659-1668 (2014).</li><li>Antonini, C., Innocenti, M., Horn, T., Marengo, M., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+effect+of+superhydrophobic+coatings+on+energy+reduction+in+anti-icing+systems.">Understanding the effect of superhydrophobic coatings on energy reduction in anti-icing systems.</a> Cold Regions Science and Technology. 67 (1-2), 58-67 (2011).</li><li>Chen, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+surfaces+cannot+reduce+ice+adhesion.">Superhydrophobic surfaces cannot reduce ice adhesion.</a> Applied Physics Letters. 101 (11), 111603 (2012).</li><li>Adam, S., Barada, K. N., Alexander, D., Mool, C. G., Eric, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linear+abrasion+of+a+titanium+superhydrophobic+surface+prepared+by+ultrafast+laser+microtexturing.">Linear abrasion of a titanium superhydrophobic surface prepared by ultrafast laser microtexturing.</a> Journal of Micromechanics and Microengineering. 23 (11), 115012 (2013).</li><li>Li, X. -. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-cost+and+large-scale+fabrication+of+a+superhydrophobic+5052+aluminum+alloy+surface+with+enhanced+corrosion+resistance.">Low-cost and large-scale fabrication of a superhydrophobic 5052 aluminum alloy surface with enhanced corrosion resistance.</a> RSC Advances. 5 (38), 29639-29646 (2015).</li><li>Meuler, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationships+between+water+wettability+and+ice+adhesion.">Relationships between water wettability and ice adhesion.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 2 (11), 3100-3110 (2010).</li><li>Boinovich, L. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Combination+of+functional+nanoengineering+and+nanosecond+laser+texturing+for+design+of+superhydrophobic+aluminum+alloy+with+exceptional+mechanical+and+chemical+properties.">Combination of functional nanoengineering and nanosecond laser texturing for design of superhydrophobic aluminum alloy with exceptional mechanical and chemical properties.</a> ACS Nano. 11 (10), 10113-10123 (2017).</li><li>Wan, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Superhydrophobic+ceria+on+aluminum+and+its+corrosion+resistance.">Superhydrophobic ceria on aluminum and its corrosion resistance.</a> Surface and Interface Analysis. 48 (3), 173-178 (2016).</li><li>G&#243;mez-Lopera, J. F., Mart&#237;nez-Aroza, J., Rodr&#237;guez-Valverde, M. A., Cabrerizo-V&#237;lchez, M. A., Montes-Ru&#237;z-Cabello, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Entropic+image+segmentation+of+sessile+drops+over+patterned+acetate.">Entropic image segmentation of sessile drops over patterned acetate.</a> Mathematics and Computers in Simulation. 118, 239-247 (2015).</li><li>Gao, L., McCarthy, T. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Teflon+is+hydrophilic.+comments+on+definitions+of+hydrophobic,+shear+versus+tensile+hydrophobicity,+and+wettability+characterization.">Teflon is hydrophilic. comments on definitions of hydrophobic, shear versus tensile hydrophobicity, and wettability characterization.</a> Langmuir. 24 (17), 9183-9188 (2008).</li><li>Ruiz-Cabello, F. J. M., Rodriguez-Valverde, M. A., Cabrerizo-Vilchez, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+method+for+evaluating+the+most+stable+contact+angle+using+tilting+plate+experiments.">A new method for evaluating the most stable contact angle using tilting plate experiments.</a> Soft Matter. 7 (21), 10457-10461 (2011).</li><li>Pierce, E., Carmona, F. J., Amirfazli, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+of+sliding+and+contact+angle+results+in+tilted+plate+experiments.">Understanding of sliding and contact angle results in tilted plate experiments.</a> Colloids Surfaces A. 323 (1-3), 73-82 (2008).</li><li>Ye, H., Zhu, L., Li, W., Liu, H., Chen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simple+spray+deposition+of+a+water-based+superhydrophobic+coating+with+high+stability+for+flexible+applications.">Simple spray deposition of a water-based superhydrophobic coating with high stability for flexible applications.</a> Journal of Materials Chemistry. 5 (20), 9882-9890 (2017).</li><li>Rolland, J. P., Van Dam, R. M., Schorzman, D. A., Quake, S. R., DeSimone, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solvent-resistant+photocurable+&amp;#34;liquid+Teflon&amp;#34;+for+microfluidic+device+fabrication.">Solvent-resistant photocurable &amp;#34;liquid Teflon&amp;#34; for microfluidic device fabrication.</a> Journal of the American Chemical Society. 126 (8), 2322-2323 (2004).</li></ol>

İfşa etmek yok.

Bu yazıda, alüminyum yüzeylerde su itici yüzeylerde üretmek için stratejileri göstermektedir. Buna ek olarak, biz ıslatma özellikleri, pürüzlülük, dayanıklılık ve anti-buzlanma performans karakterize etmek için yöntemleri gösterir.
SH yüzeyler hazırlamak için iki strateji kullanılan. İlk strateji SH yüzeyler içsel hiyerarşik yapısını asit dağlama tarafından elde etmek için uygun pürüzlülük derecesi dahil. Bu işlem özellikle hangi diğer metaller veya fark...

Superhydrophobic (SH) yüzeyler su püskürtmek yeteneği onlar geleneksel olarak krema1,2önlemek için bir çözüm olarak önerilmektedir nedenidir. Ancak, anti-buzlanma aracıları için SH yüzeyler uygunluğu konusunda endişeleri vardır: 1) yüksek üretim maliyetleri, 2) o superhydrophobicity değil her zaman yol buz-phobicity3ve 3) SH şüpheli dayanıklılığını yüzeyler4 . Superhydrophobic yüzeyler tutun onların topografya ve kimyasal kompozisyon-5ile ilgili iki özelliği: kaba belirli topografik özellikleri ile; ve onların yüzey enerji (özünde hidrofobik) düşük.
Hidrofobik bir yüzeyi pürüzlülük gerçek katı-sıvı ve belirgin kişi alanları arasındaki oranı azaltmak için hizmet vermektedir. Damla aittir veya yüzey asperities hamle su değil tam lotus etkisi6,7, nedeniyle katı ile temas halinde olacaktır. Bu senaryoda, katı-sıvı arayüzey ile iki kimyasal etki alanı heterogeneously davranır: katı yüzey ve minik hava kabarcıkları katı arasında sıkışmış ve su8. Su iticilik derecesini sıkışmış hava miktarı hava yamalar pürüzsüz ve içsel temas açısı 180 ° çünkü bağlı. Bazı çalışmalar hiyerarşik bir yüzey dokusunu mikro ve nano-asperities ile birleşme daha iyi su itici özellikleri (büyük varlığı hava vasıl katı-sıvı arayüzey)9sağlamak için en iyi strateji olarak rapor. Bazı metaller için iki düzey pürüzlülük özellikleri oluşturmak için bir düşük maliyetli asit dağlama10,11stratejidir. Bu yordam sektöründe sıkça kullanılır. Belirli asit konsantrasyonu ve gravür saatlerle, metal yüzey düzgün hiyerarşik pürüzlülük ortaya koymaktadır. Genel olarak, yüzey pürüzlenmesi asit konsantrasyonu, gravür gün veya her iki12değişen tarafından optimize edilmiştir. Metallerin yüzey enerji yüksektir ve bu nedenle, su itici metal yüzeyler imalatı daha sonra hydrophobization gerektirir.
Hydrophobization genellikle farklı yöntemler kullanarak hidrofobik film biriktirme tarafından elde edilir: silanization10,13, daldırma kaplama14, spin-kaplama1516 veya plazma biriktirme17 püskürtme, . Silanization SH yüzeylerin düşük dayanıklılık geliştirmek için en umut verici bir araç olarak önerilen18 oldu. Diğer ifade teknikleri farklı olarak, metal yüzey10yüzey hidroksil grupları ile Si-OH grupları arasında kovalent bağ silanization işleminin temel alır. Silanization sürecinin bir dezavantajı yüksek derecede kapsamı ve homojenlik için yeterli hidroksil grupları oluşturmak için önceki metal belgili tanımlık substrate aktivasyonu için ihtiyaç vardır. Başka bir strateji son zamanlarda önerilen üretmek dayanıklı superhydrophobic yüzeylere nadir-toprak kaplamalar19,20kullanmaktır. Ceria kaplama bu kullanım haklı iki özelliği var: Bunlar özünde hidrofobik21olabilir ve onlar mekanik ve kimyasal olarak sağlam. Özellikle, neden koruyucu kaplamalar seçilmiştir en önemli nedenlerinden biri onların korozyon koruma yetenekleri20' dir.
Uzun süreli SH metal yüzeyler üretmek iki konu kabul edilir: yüzey dokusunu değil zarar olmalı ve hidrofobik film/kaplama sıkıca substrat için bağlantılı gerekir. Yüzeyler genellikle lateral aşınma veya parçacık etkisi4tarafından kaynaklı giymek maruz kalır. Asperities bozuksa, water-repellency önemli ölçüde azaltılabilir. En uçtaki çevre altında hidrofobik kaplama kısmen yüzeyden kaldırılmış olabilir veya kimyasal olarak UV pozlama, neme veya korozyon tarafından bozulmuş. Dayanıklı SH yüzeyleri kaplama kaplama ve yüzey Mühendisliği için önemli bir sorun tasarımdır.
Metaller için en zorlu gereksinimleri anti-buzlanma yetenek Şekil 1' de gösterildiği gibi üç birbirine bağlı yönleri22 tarihinde dayanmaktadır biridir: subcooled su iticilik, dondurucu gecikme ve düşük buz-yapışma. Açık buzlanma oluşur subcooled su, genellikle yağmur, katı bir yüzeye temas geliyor ve damla hızla heterojen çekirdekleşme23tarafından dondurulmuş. Kurulan buz (in rime ı) yüzeye sıkıca bağlı. Böylece, buzlanma önlemek için ilk adım katı-su kişi zaman azaltmaktır. Yüzey superhydrophobic ise, yağmur damlaları donma önce yüzeyinden okuldan. Buna ek olarak, bu olanlar düşük kişi açılı24ile daha verimli bir şekilde buz gibi nemli koşullarda yüzeyler yüksek bir temas açısı ile gecikme, kanıtlanmıştır. Bu iki nedenden dolayı SH yüzeyler buzlanma azaltmak için en uygun yüzeyler vardır. Ancak, buzlanma koşullar genellikle agresif25olduğundan superhydrophobic yüzeyler ömrünü önemli bir nokta olabilir. Bazı çalışmalarda SH yüzeyler buz yapışma26azaltmak için en iyi seçenek değildir sonucuna varmıştır. Bir kez buz formları yüzeyi nedeniyle yüzey asperities sıkıca bağlı kalır. Buz-yüzey temas bölgesinin pürüzlülük artar ve asperities birbirine ajanlar26hareket. Dayanıklı SH yüzeyler kullanımı Eğer buz yüzeyinde zaten mevcut izine buzlanma önlemek için önerilir.
Bu çalışmada, biz metal yüzeylerde dayanıklı SH yüzeylerde üretmek için çeşitli protokolleri mevcut. Sektöründe yaygın olarak kullanılan ve anti-buzlanma özellikleri birleşme (kayak tatil imkanları, havacılık, vb) bazı uygulamalar için özellikle geçerlidir çünkü biz substrat alüminyum (Al) kullanın. Biz üç tür yüzeyler hazırlamak: bir dokulu Al yüzey kaplama, dokulu Al yüzey silanized bir fluorosilane ve bir ceria-Stearik asit bilayer bir Al substrat üzerine bir floropolimer ile kaplı. Benzer teknikler17,27,28,29 100-300 nm film kalınlıkları veya bile monolayer filmleri sağlar. Her yüzey için ıslatma özelliklerini ölçtüm ve aşınma testleri. Son olarak, biz anti-buzlanma performanslarını bağımsız olarak Şekil 1' de gösterilen üç özellik soruşturma için amaçlayan üç testleri kullanılarak analiz.
Bizim iletişim kuralı Şekil 2' de gösterilen düzeni temel alır. SH Al yüzeyler hazırlanır sonra ıslatma özellikleri ve topografya iticilik özellikleri ve pürüzlülük özellikleri belirlemek için analiz edilir. Islatma özellikleri hangi su çekme dayanımı yapışma sağlar bağlı bir tekniktir damla deneyler, zıplayan tarafından incelenir. Damla sıçrama gözlenmesi gerekli olduğundan, bu teknik sadece superhydrophobic yüzeyler13için uygundur. Her yüzey işleme için anti-buzlanma testler yapmak için en az dört örnekleri ve dayanıklılık testleri gerçekleştirmek için başka bir dört örnekleri hazırladık. Her dayanıklılık testinden sonra neden olduğu hasar özellikleri ve pürüzlülük özellikleri ıslatma kaybı ölçerek analiz edildi. İçin önerilen olanlar bu çalışmada son zamanlarda diğer metal yüzeyler27,30için kullanılan benzer dayanıklılık testleri.
Anti-buzlanma testleri ile ilgili olarak üretilen SH Al yüzeyler kullanımı anti-buzlanma aracıları olarak uygun olup olmadığını belirlemek için bu çalışmada var. Bu nedenle, karşılaştırma için iki kontrol örnekleri performansını analiz ettik: a) bir tedavi edilmezse Al örnek (düzgün hidrofilik) ve b) bir hydrophobized ama değil dokulu örnek (düzgün hidrofobik örnek). Aynı amaçla kullanımı bir dokulu ama değil hydrophobized yüzey ilginizi çekebilir. Ne yazık ki, bu yüzey son derece ıslanabilir ve anti-buzlanma testleri onlar için gerçekleştirilemiyor.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid, 37%</td>
			<td>SICAL, S.A.</td>
			<td>AC07411000</td>
			<td>used for acid etching</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1H,1H,2H,2H-Perfluorodecyltriethoxysilane, 97%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>658758</td>
			<td>used for silanization with FAS-17</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dupont AF1600</td>
			<td>Dupont</td>
			<td>D10389631</td>
			<td>used for fluropolymer deposition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>FC-72</td>
			<td>3M, Fluorinet</td>
			<td>1100-2-93</td>
			<td>used for fluropolymer deposition (flurocarbon solvent)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cerium(III) chloride heptahydrate, 99.9%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>228931</td>
			<td>used for Ceria coating deposition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen peroxide solution, 30%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>H1009</td>
			<td>used for Ceria coating deposition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stearic acid, &#8805;98.5%</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>S4751</td>
			<td>used for Ceria coating deposition</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>SICAL, S.A.</td>
			<td>16271</td>
			<td>used throughout</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone</td>
			<td>SICAL, S.A.</td>
			<td>1090</td>
			<td>used throughout</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum sheets 0.5mm</td>
			<td>MODULOR (Germany)</td>
			<td>125993</td>
			<td>substrates used throught</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro-90 concentrated cleaning solution</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>Z281506</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultra pure Milli-Q water</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>used throughout</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasma Etcher/Asher/Cleaner EMITECH K1050X</td>
			<td>Aname</td>
			<td>K1500XDEV-001</td>
			<td>used throughout</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PCC software</td>
			<td>AMETEK</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>sofware controlling the high speed camera Phantom MIRO 4</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Speed Camera Phantom Miro 4</td>
			<td>AMETEK</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>used for bouncing drop experiments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Open Loop PL&#181; 2.32</td>
			<td>UPC-CD6 &#38; Sensofar Tech S.L.</td>
			<td>version 2.32</td>
			<td>Sofware controlling PL&#181; Confocal Imaging Profiler</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pl&#181;-Confocal Imaging Profiler 2300</td>
			<td>Sensofar Tech S.L.</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>used for roughness measurements</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>TABER 5750 LINEAL ABRASER</td>
			<td>TABER</td>
			<td>5750</td>
			<td>used for lateral abrasion tests</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Abbrasive sand: ASTM 20-30 SAND C778</td>
			<td>U.S. SILICA COMPANY (USA)</td>
			<td>1-800-635-7263</td>
			<td>used for abrasive partcile impact tests</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ozone cleaner: PSDP-UV4T, Digital UV Ozone System</td>
			<td>Novascam</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>UV-ozone degradation test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristalitic Pump GILSON 312, France</td>
			<td>GILSON (France)</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>used for water dripping test</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon thread</td>
			<td>Dracon fishing line, Izorline internacional, inc. (USA)</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>used for ice adhesion tests</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital force gauge (ZTA-200N, ZTA Series</td>
			<td>IMADA (USA)</td>
			<td>370199</td>
			<td>used for ice adhesion tests</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motorized test stand I, MH2-500N-FA</td>
			<td>IMADA (USA)</td>
			<td>366942</td>
			<td>used for ice adhesion tests</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Force Recorder Professional</td>
			<td>IMADA (USA)</td>
			<td>version 1.0.2</td>
			<td>software provided by IMADA to register the force</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HYGROCLIP XD - STANDARD PROBE</td>
			<td>Rotronic</td>
			<td>discontinued</td>
			<td>Temperature and humidity probe</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HW3 Lite software</td>
			<td>Rotronic</td>
			<td>version 2.1.2</td>
			<td>Sofware controlling the HYGROCLIP Probe</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of superhydrophobic metal surfaces for anti-icing applications

Superhydrophobic metal yüzeyler üretmek için çeşitli yollar, bu eser mevcuttur. Alüminyum sektöründe geniş kullanımı nedeniyle metal substrat olarak seçilmiştir. Wettability üretilen yüzey damla deneyler zıplayan tarafından analiz edildi ve topoğrafya confocal mikroskobu tarafından analiz edildi. Buna ek olarak, onun dayanıklılık ve anti-buzlanma özelliklerini ölçmek için çeşitli metodolojiler gösteriyoruz. Superhydrophobic yüzeyler onların water-repellency tutmak için korunmalı bir özel doku tutun. Dayanıklı yüzeyler imal etmek, dayanıklı bir doku dahil etmek için iki strateji takip ettik. Asit dağlama tarafından metal yüzey pürüzlülük doğrudan ortaklığın ilk stratejisidir. Bu yüzey texturization sonra yüzey enerji tarafından silanization veya floropolimer ifade azalma. Yüzey sertliği ve korozyon direnci artırmak bir ceria katman (sonra yüzey texturization) büyüme ikinci stratejisidir. Yüzey enerji Stearik asit film ile azalma.
Superhydrophobic yüzeyler dayanıklılığını bir parçacık çarpma testi, yanal aşınma ve UV-ozon koruması tarafından mekanik aşınma tarafından incelenmiştir. Anti-buzlanma özellikleri subcooled su, gecikme, buz gibi kaldırmayı ve buz yapışma yeteneği inceleyerek keşfedilmeyi.

Bu çalışmada kullanılan SH yüzeylerin ıslatma ve pürüzlülük özellikleri Şekil 5' te gösterilmektedir. Sıçrama her örnek için ölçülen ortalama sayısı Şekil 5a ' görüntülenir ve ortalama pürüzlülük Şekil 5biçinde gösterilir. Pürüzlülük ve özellikleri ıslatma arasında hiçbir bağlantı vardır. Politetrafloroetilen kaplamalı örnek için ölçülen sıçrama say...

Watch this Scientific Journal Video about Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications at JoVE.com

Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Biz çeşitli metodolojiler superhydrophobic metal yüzeyler üretmek için ve onların dayanıklılık ve anti-buzlanma özellikleri keşfetmek için göstermektedir.

Superhydrophobic Metal yüzeyler imalatı anti-buzlanma uygulamalar için

Several ways to produce superhydrophobic metal surfaces are presented in this work. Aluminum was chosen as the metal substrate due to its wide use in ...

fabrication-superhydrophobic-metal-surfaces-for-anti-icing

Research

JoVE Journal

Engineering

8.4K Görüntüleme.  University of Granada. Biz çeşitli metodolojiler superhydrophobic metal yüzeyler üretmek için ve onların dayanıklılık ve anti-buzlanma özellikleri keşfetmek için göstermektedir.

Video: Fabrication of Superhydrophobic Metal Surfaces for Anti-Icing Applications

Hyperpolarized Xenon for NMR and MRI Applications

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and imaging (MRI) suffer from intrinsic low sensitivity because even strong external magnetic fields of ~10 T generate only a small detectable net-magnetization of the sample at room temperature 1. Hence, most NMR and MRI applications rely on the detection of molecules at relative high concentration (e.g., water for imaging of biological tissue) or require excessive acquisition times. This limits our ability to exploit the very useful molecular specificity of NMR signals for many biochemical and medical applications. However, novel approaches have emerged in the past few years: Manipulation of the detected spin species prior to detection inside the NMR/MRI magnet can dramatically increase the magnetization and therefore allows detection of molecules at much lower concentration 2.
Here, we present a method for polarization of a xenon gas mixture (2-5% Xe, 10% N2, He balance) in a compact setup with a ca. 16000-fold signal enhancement. Modern line-narrowed diode lasers allow efficient polarization 7 and immediate use of gas mixture even if the noble gas is not separated from the other components. The SEOP apparatus is explained and determination of the achieved spin polarization is demonstrated for performance control of the method.
The hyperpolarized gas can be used for void space imaging, including gas flow imaging or diffusion studies at the interfaces with other materials 8,9. Moreover, the Xe NMR signal is extremely sensitive to its molecular environment 6. This enables the option to use it as an NMR/MRI contrast agent when dissolved in aqueous solution with functionalized molecular hosts that temporarily trap the gas 10,11. Direct detection and high-sensitivity indirect detection of such constructs is demonstrated in both spectroscopic and imaging mode.

The production of hyperpolarized xenon by means of spin exchange optical pumping (SEOP) is described. This method yields a ~10000-fold enhancement of the nuclear spin polarization of Xe-129 and has applications in nuclear magnetic resonance spectroscopy and imaging. Examples of gas phase and solution state experiments are given.

NMR ve MRG Uygulamaları için Hyperpolarized Xenon

Nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy and imaging (MRI) suffer from intrinsic low sensitivity because even strong external magnetic fields of ~10 ...

Mühendislik

Probing and Mapping Electrode Surfaces in Solid Oxide Fuel Cells

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen 1-7. The performance of SOFCs and the rates of many chemical and energy transformation processes in energy storage and conversion devices in general are limited primarily by charge and mass transfer along electrode surfaces and across interfaces. Unfortunately, the mechanistic understanding of these processes is still lacking, due largely to the difficulty of characterizing these processes under in situ conditions. This knowledge gap is a chief obstacle to SOFC commercialization. The development of tools for probing and mapping surface chemistries relevant to electrode reactions is vital to unraveling the mechanisms of surface processes and to achieving rational design of new electrode materials for more efficient energy storage and conversion2. Among the relatively few in situ surface analysis methods, Raman spectroscopy can be performed even with high temperatures and harsh atmospheres, making it ideal for characterizing chemical processes relevant to SOFC anode performance and degradation8-12. It can also be used alongside electrochemical measurements, potentially allowing direct correlation of electrochemistry to surface chemistry in an operating cell. Proper in situ Raman mapping measurements would be useful for pin-pointing important anode reaction mechanisms because of its sensitivity to the relevant species, including anode performance degradation through carbon deposition8, 10, 13, 14 ("coking") and sulfur poisoning11, 15 and the manner in which surface modifications stave off this degradation16. The current work demonstrates significant progress towards this capability. In addition, the family of scanning probe microscopy (SPM) techniques provides a special approach to interrogate the electrode surface with nanoscale resolution. Besides the surface topography that is routinely collected by AFM and STM, other properties such as local electronic states, ion diffusion coefficient and surface potential can also be investigated17-22. In this work, electrochemical measurements, Raman spectroscopy, and SPM were used in conjunction with a novel test electrode platform that consists of a Ni mesh electrode embedded in an yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte. Cell performance testing and impedance spectroscopy under fuel containing H2S was characterized, and Raman mapping was used to further elucidate the nature of sulfur poisoning. In situ Raman monitoring was used to investigate coking behavior. Finally, atomic force microscopy (AFM) and electrostatic force microscopy (EFM) were used to further visualize carbon deposition on the nanoscale. From this research, we desire to produce a more complete picture of the SOFC anode.

We present a unique platform for characterizing electrode surfaces in solid oxide fuel cells (SOFCs) that allows simultaneous performance of multiple characterization techniques (e.g. in situ Raman spectroscopy and scanning probe microscopy alongside electrochemical measurements). Complementary information from these analyses may help to advance toward a more profound understanding of electrode reaction and degradation mechanisms, providing insights into rational design of better materials for SOFCs.

Katı Oksit Yakıt Hücreleri Elektrot Yüzeyler Sondalama ve Haritalama

Solid oxide fuel cells (SOFCs) are potentially the most efficient and cost-effective solution to utilization of a wide variety of fuels beyond hydrogen ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition of metal oxides with tunable morphology, structure, density and stoichiometry by a proper control of the plasma plume expansion dynamics. Such versatility can be exploited to produce nanostructured films from compact and dense to nanoporous characterized by a hierarchical assembly of nano-sized clusters. In particular we describe the detailed methodology to fabricate two types of Al-doped ZnO (AZO) films as transparent electrodes in photovoltaic devices: 1) at low O2 pressure, compact films with electrical conductivity and optical transparency close to the state of the art transparent conducting oxides (TCO) can be deposited at room temperature, to be compatible with thermally sensitive materials such as polymers used in organic photovoltaics (OPVs); 2) highly light scattering hierarchical structures resembling a forest of nano-trees are produced at higher pressures. Such structures show high Haze factor (&gt;80%) and may be exploited to enhance the light trapping capability. The method here described for AZO films can be applied to other metal oxides relevant for technological applications such as TiO2, Al2O3, WO3 and Ag4O4.

We describe the experimental method to deposit nanostructured oxide thin films by nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas. By using this method Al-doped ZnO (AZO) films, from compact to hierarchically structured as nano-tree forests, can be deposited.

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for synthesizing nanoscopic VB2 is presented as well as step-by-step procedure for applying a zirconium oxide coating to the VB2 particles for stabilization upon discharge. The process for disassembling existing zinc/air cells is shown, in addition construction of the new working electrode to replace the conventional zinc/air cell anode with a the nanoscopic VB2 anode. Finally, discharge of the completed VB2/air battery is reported. We show that using the zinc/air cell as a test bed is useful to provide a consistent configuration to study the performance of the high-energy high capacity nanoscopic VB2 anode.

Fabrication of VB2/Air Cells for Electrochemical Testing

A protocol is presented to study multi-electron metal/air battery systems by using previous technology developed for the zinc/air cell. Electrochemical testing is then performed on fabricated batteries to evaluate performance.

VB Fabrikasyon<sub&gt; 2</subElektrokimyasal Test için&gt; / Hava Hücreleri

A technique to investigate the properties and performance of new multi-electron metal/air battery systems is proposed and presented. A method for ...

Monolayer Contact Doping of Silicon Surfaces and Nanowires Using Organophosphorus Compounds

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra shallow and sharp doping profiles at the nanometer scale. In MLCD process the dopant source is a monolayer containing dopant atoms.
In this article a detailed procedure for surface doping of silicon substrate as well as silicon nanowires is demonstrated. Phosphorus dopant source was formed using tetraethyl methylenediphosphonate monolayer on a silicon substrate. This monolayer containing substrate was brought to contact with a pristine intrinsic silicon target substrate and annealed while in contact. Sheet resistance of the target substrate was measured using 4 point probe. Intrinsic silicon nanowires were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) process using a vapor-liquid-solid (VLS) mechanism; gold nanoparticles were used as catalyst for nanowire growth. The nanowires were suspended in ethanol by mild sonication. This suspension was used to dropcast the nanowires on silicon substrate with a silicon nitride dielectric top layer. These nanowires were doped with phosphorus in similar manner as used for the intrinsic silicon wafer. Standard photolithography process was used to fabricate metal electrodes for the formation of nanowire based field effect transistor (NW-FET). The electrical properties of a representative nanowire device were measured by a semiconductor device analyzer and a probe station.

A detailed procedure for surface doping of Silicon interfaces is provided. The ultra-shallow surface doping is demonstrated by using phosphorus containing monolayers and rapid annealing process. The method can be used for doping of macroscopic area surfaces as well as nanostructures.

Organofosfor Bileşikleri Kullanma Silikon Yüzeyler ve Nanotellerin monolayer İletişim Doping

Monolayer Contact Doping (MLCD) is a simple method for doping of surfaces and nanostructures1. MLCD results in the formation of highly controlled, ultra ...

Fabrication Process of Silicone-based Dielectric Elastomer Actuators

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an elastomeric dielectric membrane sandwiched between two compliant electrodes. The large actuation strains of these transducers when used as actuators (over 300% area strain) and their soft and compliant nature has been exploited for a wide range of applications, including electrically tunable optics, haptic feedback devices, wave-energy harvesting, deformable cell-culture devices, compliant grippers, and propulsion of a bio-inspired fish-like airship. In most cases, DETs are made with a commercial proprietary acrylic elastomer and with hand-applied electrodes of carbon powder or carbon grease. This combination leads to non-reproducible and slow actuators exhibiting viscoelastic creep and a short lifetime. We present here a complete process flow for the reproducible fabrication of DETs based on thin elastomeric silicone films, including casting of thin silicone membranes, membrane release and prestretching, patterning of robust compliant electrodes, assembly and testing. The membranes are cast on flexible polyethylene terephthalate (PET) substrates coated with a water-soluble sacrificial layer for ease of release. The electrodes consist of carbon black particles dispersed into a silicone matrix and patterned using a stamping technique, which leads to precisely-defined compliant electrodes that present a high adhesion to the dielectric membrane on which they are applied.

This manuscript shows the fabrication process for the manufacture of dielectric elastomer soft actuators based on silicone membranes. The three key stages of production are presented in detail: blade casting of thin silicone membranes; pad printing of compliant electrodes; and the assembly of all the components.

Silikon tabanlı Dielektrik Elastomer Aktüatörler Fabrikasyon Süreci

This contribution demonstrates the fabrication process of dielectric elastomer transducers (DETs). DETs are stretchable capacitors consisting of an ...

Fabrication of Polymer Microspheres for Optical Resonator and Laser Applications

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, interface precipitation, and mini-emulsion. In all methods, well-defined, micrometer-sized spheres are obtained from a self-assembling process in solution. The vapor diffusion method can result in spheres with the highest sphericity and surface smoothness, yet the types of the polymers able to form these spheres are limited. On the other hand, in the mini-emulsion method, microspheres can be made from various types of polymers, even from highly crystalline polymers with coplanar, &#960;-conjugated backbones. The photoluminescent (PL) properties from single isolated microspheres are unusual: the PL is confined inside the spheres, propagates at the circumference of the spheres via the total internal reflection at the polymer/air interface, and self-interferes to show sharp and periodic resonant PL lines. These resonating modes are so-called "whispering gallery modes" (WGMs). This work demonstrates how to measure WGM PL from single isolated spheres using the micro-photoluminescence (&#181;-PL) technique. In this technique, a focused laser beam irradiates a single microsphere, and the luminescence is detected by a spectrometer. A micromanipulation technique is then used to connect the microspheres one by one and to demonstrate the intersphere PL propagation and color conversion from coupled microspheres upon excitation at the perimeter of one sphere and detection of PL from the other microsphere. These techniques, &#181;-PL and micromanipulation, are useful for experiments on micro-optic application using polymer materials.

Protocols for the synthesis of microspheres from polymers, the manipulation of microspheres, and micro-photoluminescence measurements are presented.

Optik Rezonatör ve Lazer Uygulamalarında Polimer Mikrokürelerin Üretimi

This paper describes three methods of preparing fluorescent microspheres comprising &#960;-conjugated or non-conjugated polymers: vapor diffusion, ...

Scalable Solution-processed Fabrication Strategy for High-performance, Flexible, Transparent Electrodes with Embedded Metal Mesh

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a polymer film. This paper also presents a low-cost, vacuum-free fabrication method for this novel TE; the approach combines lithography, electroplating, and imprint transfer (LEIT) processing. The embedded nature of the EMTEs offers many advantages, such as high surface smoothness, which is essential for organic electronic device production; superior mechanical stability during bending; favorable resistance to chemicals and moisture; and strong adhesion with plastic film. LEIT fabrication features an electroplating process for vacuum-free metal deposition and is favorable for industrial mass production. Furthermore, LEIT allows for the fabrication of metal mesh with a high aspect ratio (i.e., thickness to linewidth), significantly enhancing its electrical conductance without adversely losing optical transmittance. We demonstrate several prototypes of flexible EMTEs, with sheet resistances lower than 1 &#937;/sq and transmittances greater than 90%, resulting in very high figures of merit (FoM) &#8211; up to 1.5 x 104 &#8211; which are amongst the best values in the published literature.

This protocol describes a solution-based fabrication strategy for high-performance, flexible, transparent electrodes with fully-embedded, thick metal mesh. Flexible transparent electrodes fabricated by this process demonstrate among the highest reported performances, including ultra-low sheet resistance, high optical transmittance, mechanical stability under bending, strong substrate adhesion, surface smoothness, and environmental stability.

Gömülü Metal Örgülü Yüksek Performanslı, Esnek, Şeffaf Elektrotlar için Ölçeklenebilir Çözeltiyle İşlenmiş Üretim Stratejisi

Here, the authors report the embedded metal-mesh transparent electrode (EMTE), a new transparent electrode (TE) with a metal mesh completely embedded in a ...

Preparation of Large-area Vertical 2D Crystal Hetero-structures Through the Sulfurization of Transition Metal Films for Device Fabrication

We have demonstrated that through the sulfurization of transition metal films such as molybdenum (Mo) and tungsten (W), large-area and uniform transition metal dichalcogenides (TMDs) MoS2 and WS2 can be prepared on sapphire substrates. By controlling the metal film thicknesses, good layer number controllability, down to a single layer of TMDs, can be obtained using this growth technique. Based on the results obtained from the Mo film sulfurized under the sulfur deficient condition, there are two mechanisms of (a) planar MoS2 growth and (b) Mo oxide segregation observed during the sulfurization procedure. When the background sulfur is sufficient, planar TMD growth is the dominant growth mechanism, which will result in a uniform MoS2 film after the sulfurization procedure. If the background sulfur is deficient, Mo oxide segregation will be the dominant growth mechanism at the initial stage of the sulfurization procedure. In this case, the sample with Mo oxide clusters covered with few-layer MoS2 will be obtained. After sequential Mo deposition/sulfurization and W deposition/sulfurization procedures, vertical WS2/MoS2 hetero-structures are established using this growth technique. Raman peaks corresponding to WS2 and MoS2, respectively, and the identical layer number of the hetero-structure with the summation of individual 2D materials have confirmed the successful establishment of the vertical 2D crystal hetero-structure. After transferring the WS2/MoS2 film onto a SiO2/Si substrate with pre-patterned source/drain electrodes, a bottom-gate transistor is fabricated. Compared with the transistor with only MoS2 channels, the higher drain currents of the device with the WS2/MoS2 hetero-structure have exhibited that with the introduction of 2D crystal hetero-structures, superior device performance can be obtained. The results have revealed the potential of this growth technique for the practical application of 2D crystals.

Through the sulfurization of pre-deposited transition metals, large-area and vertical 2D crystal hetero-structures can be fabricated. The film transferring and device fabrication procedures are also demonstrated in this report.

Geniş alan dikey 2D Crystal Hetero-yapıları aracılığıyla geçiş metalleri filmleri Sulfurization cihaz imalat için hazırlanması

We have demonstrated that through the sulfurization of transition metal films such as molybdenum (Mo) and tungsten (W), large-area and uniform transition ...

Fused Filament Fabrication (FFF) of Metal-Ceramic Components

Technical ceramics are widely used for industrial and research applications, as well as for consumer goods. Today, the demand for complex geometries with diverse customization options and favorable production methods is increasing continuously. With fused filament fabrication (FFF), it is possible to produce large and complex components quickly with high material efficiency. In FFF, a continuous thermoplastic filament is melted in a heated nozzle and deposited below. The computer-controlled print head is moved in order to build up the desired shape layer by layer. Investigations regarding printing of metals or ceramics are increasing more and more in research and industry. This study focuses on additive manufacturing (AM) with a multi-material approach to combine a metal (stainless steel) with a technical ceramic (zirconia: ZrO2). Combining these materials offers a broad variety of applications due to their different electrical and mechanical properties. The paper shows the main issues in preparation of the material and feedstock, device development, and printing of these composites.

Fused Filament Fabrication FFF of Metal-Ceramic Components

This study shows multi-material additive manufacturing (AM) using fused filament fabrication (FFF) of stainless steel and zirconia.

Erimiş filaman imalatı Metal-seramik bileşenler (FFF)

Technical ceramics are widely used for industrial and research applications, as well as for consumer goods. Today, the demand for complex geometries with ...