Nanopartikkeleiden pintamodifiointi ja käyttö tasomaisten pintojen muokkaamisessa

Tiina Nypelö

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Tässä työssä tutkittiin nanopartikkeleiden käyttöä tasomaisten pintojen muokkauksessa. Erityisesti keskityttiin nanopartikkelikerroksen rakenteeseen sekä muodostuneen rakenteen vaikutukseen tason pintaominaisuuksiin. Nanopartikkelikerroksen muodostumista havainnoitiin muun muassa tutkimalla kahden ominaisuuksiltaan hyvin erilaisen nanopartikkelimateriaalin asettumista selluloosapinnalle. Nanopartikkelidispersion stabiilisuudella, partikkeleiden ja pinnan varauksella sekä liuoksen väliaineen ominaisuuksilla havaittiin olevan välitön vaikutus muodostuneen pinnan rakenteeseen. Nanopartikkeleiden adsorboimisen lisäksi kerroksen rakentumista hallittiin adsorboimalla nanopartikkelidispersio selluloosapinnalle vuorotellen vastakkaisesti varautuneen polyelektrolyyttiliuoksen kanssa. Tämä niin sanottu monikerrosrakenne muodostui eri tavoin riippuen käytettyjen nanopartikkeleiden koosta ja muodosta. Pienet silikananopartikkelit pystyivät tunkeutumaan polyelektrolyyttikerrokseen, ja monikerrosrakenne tasoittui rakenteeksi, jossa nanopartikkelit olivat jakautuneet tasaisesti polyelektrolyyttimatriisiin. Pitkät nanofibrillit taas muodostivat kerroksellisen rakenteen polyelektrolyyttikerroksen kanssa, eikä huomattavaa kerrosten sekoittumista havaittu. Nanopartikkeleiden pintaominaisuuksilla on suuri vaikutus muodostuneeseen rakenteeseen. Niinpä nanopartikkeleita modifioitiin adsorboimalla pintaan vastakkaisesti varautunut polyelektrolyyttikerros, jonka avulla dispersioiden stabiilisuutta sekä partikkeleiden pintavarausta pystyttiin muokkaamaan. Lisäksi modifioinnilla pystyttiin joissakin tapauksissa vaikuttamaan nanopartikkeleiden vuorovaikutukseen muiden dispersion ainesosien kanssa. Nanopartikkeleiden aiheuttama karheus tasolla todettiin hyödyttömäksi nesteiden leviämisominaisuuksien muuttamisessa. Yhdistämällä nanopartikkelit hydrofobisten materiaalien kanssa vesidispersiossa pystyttiin luomaan päällystyskerros, jolla tasaisen pinnan kastumiseen voitiin vaikuttaa. Muodostamalla sama rakenne paperin päälle, siis yhdistämällä mikro- ja nanoluokan karheus kemialliseen hydrofobisuuteen, valmistettiin erittäin vettähylkivä pinta. Vedenkeston lisäksi tällaista hyvin tarkasti määriteltyä nanopartikkelirakennetta, esimerkiksi paperin päällysteenä, voidaan käyttää lisäämään pinnan funktionaalisuutta, ja lisätä niin tämän luonnonmukaisen pohjamateriaalin käyttöä myös muualla kuin perinteisessä tarkoituksessaan.
    Julkaisun otsikon käännösNanopartikkeleiden pintamodifiointi ja käyttö tasomaisten pintojen muokkaamisessa
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Laine, Janne, Vastuuprofessori
    • Österberg, Monika, Ohjaaja
    Kustantaja
    Painoksen ISBN978-952-60-4498-9
    Sähköinen ISBN978-952-60-4499-6
    TilaJulkaistu - 2012
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • nanopartikkeleiden adsorbointi
    • dispersiostabiilisuus
    • pintamuokkaus
    • ohutpäällysteet
    • nesteen leviäminen pinnalla

    Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Nanopartikkeleiden pintamodifiointi ja käyttö tasomaisten pintojen muokkaamisessa'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä