Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat Aaltodoc-julkaisuarkistossa (ulkoinen linkki)
Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös kemian alalta, MSc Hamidreza Daghigh Shirazi
Väitös Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulusta, Kemian ja materiaalitieteen laitokselta.
Väitöskirjan nimi: Fabrication of bio-inspired films and surfaces
Väittelijä: Hamidreza Daghigh Shirazi
Vastaväittäjä: Prof. Emily Cranston, The University of British Columbia, Kanada
Kustos: Prof. Jaana Vapaavuori, Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulu
Kasvit havainnollistavat luonnon kykyä vastata haasteisiin tehokkaiden toimintaperiaatteiden, kuten vettä hylkivien pintojen ja valon hallinnan, avulla. Tämä väitöskirja tutkii valmistusmenetelmiä, joilla näitä periaatteita voidaan hyödyntää monitoimisten kalvojen ja pintojen valmistuksessa. Tavoitteen saavuttamiseksi työssä tarkastellaan kolmea lähestymistapaa: (1) pintarakenteiden valmistaminen käyttämällä lehtiä muotteina, (2) mikro- ja nanomittakaavan pintarakenteiden itsenäinen muodostaminen sekä (3) selluloosananofibrillikalvojen (CNF) kehruu.
Ensimmäisessä lähestymistavassa jäljennetään purjolehtien pintarakennetta valoa läpäisevien, superhydrofobisten kalvojen valmistamiseksi. Kun näitä rakenteita integroidaan perovskiittiaurinkokennojen pintaan, ne parantavat hyötysuhdetta ja edistävät pölyn poistumista mahdollistamalla itsepuhdistuvuuden. Toinen lähestymistapa yhdistää atsopolymeerien optisen kuvioinnin ja mekaanisesti epäsopivan kaksikerrosrakenteen lämpöperäisen kutistumisen, minkä seurauksena syntyy hierarkkisia pintarakenteita kahdessa eri mittakaavassa. Tämä menetelmä mahdollistaa monimittakaavaisten pintarakenteiden suunnittelun ilman luonnollisia muotteja. Kolmannessa lähestymistavassa esitellään CNF-kalvojen kehruumenetelmä, jolla saavutetaan anisotrooppinen kosteusherkkyys ja viitataan mahdollisuuteen jatkuvaan CNF-kalvojen valmistukseen.
Kehitetyt valmistusmenetelmät korostavat bioinspiraation potentiaalia monitoimisten materiaalien valmistuksessa. Tulokset osoittavat lisäksi, että menetelmät ovat sekä yksinkertaisia että tehokkaita, mikä madaltaa käytännön sovellusten esteitä. Näin ollen löydökset avaavat laajempia mahdollisuuksia bioinspiroitujen ratkaisujen hyödyntämiselle uusien teknologioiden kehittämisessä.
Avainsanat: monitoimiset materiaalit, pintakuviointi, pehmeä litografia, valon hallinta, selluloosa, superhydrofobisuus
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): Aaltodoc
Yhteystiedot:
hamidreza.daghighshirazi@aalto.fi
Kemian tekniikan korkeakoulun väitöskirjat
Zoom pikaopas