Väitös teknillisen fysiikan alalta, FM Mika Latikka

Väitöskirjan nimi on "Dynamics of Magnetic Droplets on Liquid-Repellent Surfaces"

Väitöskirjassa tutkitaan magneettisten nesteiden fysikaalisia ominaisuuksia, erityisesti magneettisia ja kastumisominaisuuksia, sekä miten kyseiset nesteet käyttäytyvät erittäin vettähylkivillä, superhydrofobisilla pinnoilla.

Superhydrofobisuus perustuu pinnan nanorakenteeseen, jonka sisään vesi ei pääse tunkeutumaan. Sen sijaan vesi lepää rakenteen huippujen päällä, mikä vähentää veden ja pinnan välistä kitkaa. Superhydrofobisia materiaaleja voidaan käyttää esimerkiksi vettähylkivien kankaiden ja itsepuhdistuvien pintojen valmistuksessa, sekä pienentämään laivojen liikettä vastustavaa kitkaa.

Yleisesti käytetyt kastumisominaisuuksien mittausmenetelmät eivät ole tarpeeksi tarkkoja superhydrofobisten pintojen tutkimiseen. Väitöskirjassa esitetäänkin uudenlaisia, magneettisiin pisaroihin perustuvia mittausmenetelmiä, jotka mm. mahdollistavat pinnalla liikkuvien pisaroiden kitkavoimien tarkan mittaamisen. Tämä toteutetaan laittamalla pinnalle vesipisara, jossa on pieni määrä magneettisia nanohiukkasia, ja saattamalla pisara värähdysliikkeeseen ulkoisen magneettikentän avulla. Kitkavoiman lisäksi magneettisten voimien avulla voidaan tutkia pisaran ja pinnan välissä olevan ilmakerroksen vakautta. Väitöskirjassa esitellyt uudet menetelmät voivat auttaa entistä parempien superhydrofobisten pintojen kehittämisessä.

Väitöskirjassa tutkitaan lisäksi vesipisaroita, joihin on laitettu suuri määrä magneettisia nanohiukkasia. Tällaisia pisaroita on mahdollista jakaa kahtia magneettikentän avulla nestettä hylkivillä pinnoilla. Näin syntyneet pisarajoukot järjestäytyvät symmetrisiksi kuvioiksi magneettisten voimien ansiosta. Näitä pisarajoukkoja voidaan hyödyntää tulevaisuudessa mikrofluidistiikassa, pintajännityksen mittaamisessa ja itsejärjestymisen tutkimisessa.

Vastaväittäjä: Assistant Professor Massimo Mastrangeli, Delft University of Technology, Alankomaat

Kustos: professori Robin Ras, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Väittelijän yhteystiedot: Mika Latikka, Teknillisen fysiikan laitos, p. 0503802093, [email protected]

Väitös järjestetään etäyhteydellä Zoomissa: https://aalto.zoom.us/j/63955456080Zoom pikaopas: https://www.aalto.fi/fi/palvelut/zoom-pikaopasVäitöskirja on julkisesti esillä 10 päivää ennen väitöstilaisuutta osoitteessa: https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/?lang=fi