Süperhidrofobik ve hidrofobik yüzeyler üzerinde sıvı damlası gaz kabarcığı ve sıvı jeti dinamiğinin incelenmesi
Ali KibarKocaeli Üniversitesi, Makina Ve Metal Teknolojileri Bölümü, KocaeliBu çalışmada, hidrofobik ve süperhidrofobik yüzeylerin hidrofilik yüzeylerden farklılıkları ve bu yüzeyler üzerinde sıvı damlası, gaz kabarcığı ve sıvı jeti dinamiği incelenmiştir. Hidrofobik yüzeyler üzerinde sıvı/su damlası yüksek temas açısı ile durmasına karşılık gaz/hava kabarcığı yüzeyde yayılmaktadır. Süperhidrofobik yüzeyler için Cassie ve Wenzel olmak iki farklı durum mevcuttur. Her iki durumda da yüzeyin temas açısı yüksek olmasına karşılık Cassie durumda temas açısı histerezisi düşük Wenzel durumda ise yüksek olmaktadır. Cassie durum süperhidrofobik yüzeyler üzerindeki sıvı damlası yüzeyle çok az noktalardan temas etmesi sayesinde küçük bir dış kuvvet etkisiyle yüzeyden uzaklaştırılabilmektedir. Süperhidrofobik yüzeyler sıvı içerisine daldırıldıklarında etrafı ince bir hava filmi ile kaplanmaktadır. Bu şekildeki yüzeye alttan gönderilen hava kabarcığı yüzeydeki hava filmine nüfuz ederek kaybolmaktadır. Yüzey üzerindeki kabarcık ise yüzeyde yayılmaktadır. Süperhidrofobik yüzeyler donma/buzlanmasının önlenmesi, film/damla yoğuşmanın kontrolü, kaynamada oluşan hava kabarcık dinamiğinin kontrolü gibi birçok alanlarda uygulama alanları bulunmaktadır.
Anahtar Kelimeler: Süperhidrofobik yüzey, Temas açısı, Temas açısı histerezisi, Sıvı jeti, Sıvı damlası, Gaz kabarcığıAn investigation of droplet bubble and liquid jet dynamics on superhydrophobic and hydrophobic surfaces
Ali KibarKocaeli University, Department Of Mechanical And Material Technologies, Kocaeli, TurkeyIn this study, the differences between the hydrophobic and superhydrophobic surfaces from the hydrophilic surfaces and dynamics of a liquid droplets, gas bubbles and liquid jets have been examined. For a droplet, there remains a large contact angle on the superhydrophobic surfaces, while the gas bubble spreads on the surface with a low contact angle. There are two different conditions for superhydrophobic surfaces (i.e., Cassie and Wenzel) and the contact angles are high for those two surfaces. However, contact angle hysteresis is low and high for the Cassie and Wenzel states, respectively. The droplet remains on the superhydrophobic surface touching a small area with the surface, and it can be removed from the surface by a very low external forces. When the superhydrophobic surfaces are submerged in a liquid, it is covered by a thin air layer. In this case, the air bubble, which is sent from underneath of the surface, bursts and disappears on the surface. The superhydrophobic surfaces have potential applications for icing, film/dropwise condensation and boiling.
Keywords: Superhydrophobic surfaces, Contact angle, Contact angle hysteresis, Liquid jet, Liquid droplet, Gas bubbleSorumlu Yazar: Ali Kibar, Türkiye
Makale Dili: Türkçe