Please use this identifier to cite or link to this item: http://ktisis.cut.ac.cy/handle/10488/3927
Title: Polydimethylsiloxane (PDMS) nanocomposites for energy and environmental applications
Other Titles: Νανοσύνθετα πολυδιμεθυλοσιλοξάνης (PDMS) για ενεργειακές και περιβαλλοντικές εφαρμογές
Authors: Μηνά, Κωνσταντίνος 
Keywords: Polydimethylsiloxane Nanocomposites
PDMS
Polydimethylsiloxane
Issue Date: 2014
Publisher: Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών και Επιστήμης και Μηχανικής Υλικών, Σχολή Μηχανικής και Τεχνολογίας, Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο Κύπρου
Abstract: During the last two decades polymer nanocomposites have attracted the attention of research and technological community due to the significant improvements that the nanoscale reinforcements can entail. In conjunction with the rapid advancement of manufacturing tools it is nowadays possible to control matter in nanometric dimensions with an unprecedented opportunity for material property control, tailored for specific applications. This thesis studies the use of Polydimethylsiloxane (PDMS) for the synthesis of polymer nanocomposites for two specific applications: (a) nanocomposite coatings for improved solar harvesting abilities and (b) foams for selective absorption of fluids. PDMS, which is commercially available, is characterized by many interesting properties. It is optically transparent, thermally stable, hydrophobic, nontoxic and nonflammable. Its ease of manipulation probably constitutes its’ most important trait, as the combination of desirable characteristics for specific applications is now possible. In the first part of this thesis we studied the creation of PDMS-silver multilayer systems for improved solar absorbance. Silver has been deposited using a sputter coater whereas the PDMS layers have been spin coated. The material systems have been microstructurally characterized using Scan Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AMF) and optically characterized using uv/vis Optical Spectroscopy. Multilayer systems with enhanced solar absorption characteristics are presented in the thesis. The second part of this thesis deals with the synthesis of hydrophobic porous PDMS with selective absorbance of oil capabilities. Synthetic and biological sponges are investigates in this study. The synthesized specimens have been characterized in terms of their microstructure (AFM and SEM), their hydrophobicity (wetting angle) and in terms of their ability to selectively absorb oil in water. Specimens with such capabilities are delivered.
Description: Τις τελευταίες δυο δεκαετίες τα νανοσύνθετα υλικά πολυμερικής μήτρας έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον της επιστημονικής και τεχνολογικής κοινότητας λόγω των σημαντικών βελτιώσεων που μπορούν να προσφέρουν. Σε συνδυασμό με την ραγδαία ανάπτυξη της τεχνολογίας στον κατασκευαστικό τομέα που επιτρέπει πλέον την παρασκευή και έλεγχο υλικών στην νανοκλίμακα, δημιουργείται μια ευελιξία καταλυτικής σημασίας για τον καθορισμό των ιδιοτήτων τους για συγκεκριμένες εφαρμογές. Αντικείμενο της συγκεκριμένης πτυχιακής εργασίας αποτέλεσε η χρήση του πολυμερούς πολυδιμεθυλοσιλοξάνη (PDMS) για την δημιουργία νανοσύνθετων υλικών προοριζόμενων για δυο διακριτές εφαρμογές (α) νανοσύνθετα υμένια βέλτιστης ηλιακής απορρόφησης και (β) αφρούς για επιλεκτική απορρόφηση ρευστών. Το PDMS είναι εμπορικά διαθέσιμο και χαρακτηρίζεται από πολλές ενδιαφέρουσες ιδιότητες. Είναι οπτικά διαπερατό με υψηλή θερμική σταθερότητα, παρουσιάζει υδρόφοβη επιφάνεια, είναι μη-τοξικό και μη-εύφλεκτο. Η μεγάλη ευκολία στον έλεγχο των ιδιοτήτων του αποτελεί ίσως το σημαντικότερο του πλεονέκτημα, αφού γίνεται εφικτός ο συντονισμός επιθυμητών χαρακτηριστικών που απαιτούνται για συγκεκριμένες εφαρμογές. Στο πρώτο μέρος της πτυχιακής μελετήθηκε η δημιουργία μιας πολυστρωματικής διάταξης PDMS και νανοσωματιδίων αργύρου, με σκοπό την βελτίωση της απορρόφησης της ηλιακής ακτινοβολίας για θερμική χρήση. Τα νανοσωματίδια αργύρου εναποτέθηκαν με ιοντοβολή (Magnetron Sputtering) ενώ τα στρώματα PDMS με περιστροφική εναπόθεση (Spin Coating). Τα υλικά χαρακτηρίστηκαν τόσο για την μικροδομή τους σε Ηλεκτρονική Μικροσκοπία Σάρωσης (SEM) και Μικροσκοπία Ατομικών Δυνάμεων (AFM) όσο και για την οπτική τους απόδοση σε φασματοσκοπία υπεριώδους/ορατού (OS). Διατάξεις με πολύ καλή απορρόφηση ηλιακής ενέργειας παρουσιάζονται στη πτυχιακή. Το δεύτερο μέρος της πτυχιακής καταπιάνεται με την σύνθεση υδροφοβικών πορώδων PDMS με επιλεκτική απορρόφηση πετρελαιοειδών. Τόσο συνθετικά όσο και βιολογικά σφουγγάρια εξεταστήκαν στην παρούσα μελέτη. Τα δείγματα που παράχθηκαν χαρακτηρίστηκαν ως προς την μικροδομή τους (AFM και SEM), την υδροφοβικότητα τους (γωνία διαβροχής) αλλά και την ικανότητα τους για επιλεκτική απορρόφηση πετρελαιοειδών σε νερό. Υλικά με τέτοιες ιδιότητες παρουσιάζονται.
URI: http://ktisis.cut.ac.cy/jspui/handle/10488/3927
http://hdl.handle.net/10488/3927
Rights: Απαγορεύεται η δημοσίευση ή αναπαραγωγή, ηλεκτρονική ή άλλη χωρίς τη γραπτή συγκατάθεση του δημιουργού και κατόχου των πνευματικών δικαιωμάτων.
Appears in Collections:Πτυχιακές Εργασίες/ Bachelor's Degree Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
CM - Abstract.pdfAbstract69.9 kBAdobe PDFView/Open
ΚΜ - Περίληψη.pdfΠερίληψη124.5 kBAdobe PDFView/Open
Show full item record

Page view(s) 50

9
checked on Mar 22, 2017

Download(s) 10

7
checked on Mar 22, 2017

Google ScholarTM

Check


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.