ايجاد سطوح چوبي فوق‌آب‌گريز و خود‌تميزشونده ‌پايدار‎ ‎با پوشش‌ نانوهيبريدي سيليكا‎/‎‏ موم ‌گياهي‌ كارنابا بر‎ ‎پايه رزين اپوكسي ‏

سابقه و هدف: اصلاح سطح و پوشش دهي يكي از روش هاي مؤثر براي افزايش عملكرد و عمر مفيد سازه هاي چوب محسوب مي شود. انواع تكنيك هاي فوق آب گريزي با زاويه تماس بالاي 150 درجه و زاويه لغزش كمتر از 10 درجه، علاوه بر ايجاد آبگريزي بسيار بالا، ماهيت ضد ميكروبي و ساير خواص سطحي بستر را نيز بهبود مي دهند. مواد فلوره و نانوذرات از رايج‌ترين مواد در اين زمينه هستند. باوجوداين، مقاومت در برابر تخريب مكانيكي، رطوبتي و مسئله زيست‌محيطي در ارتباط با سطوح فوق آبگريز بسيار حائز اهميت است. موم هاي طبيعي يكي از مواد كارآمد و سالم براي ايجاد پوشش فوق آبگريز بادوام با زيست سازگاري بالا مطرح هستند. در اين تحقيق از نانو سيليكاي اصلاح شده با مواد الكيلي غير فلوئوره در حضور رزين اپوكسي براي ايجاد سطوح فوق آبگريز روي چوب توس (Betula pendula) استفاده شده است. همچنين، از موم گياهي نخل كارنابا براي افزايش خودتميزشوندگي و پايداري زاويه تماس در شرايط آسيب مكانيكي، رطوبتي و محيط هاي مخرب به‌طور مقايسه اي استفاده شده است.مواد و روش ها: از دودسيل تري كلروسيلان در حضور حلال تولوئن براي عامل‌دار و هيدروفوب كردن نانو سيليكا استفاده شد. از فرمولاسيون حاوي 2 درصد نانو سيليكاي اصلاح شده و مقداري رزين اپوكسي به روش اسپره براي پوشش دهي و فوق آبگريز كردن چوب توس استفاده گرديد. همچنين، از مقدار بهينه موم نخل برزيلي كارنابا (موم گياهي) به عنوان عامل تقويت‌كننده و مقاوم ساز براي ساخت پوشش نانوهيبريدي استفاده شد. دوام و پايداري به تخريب مكانيكي (سايش سمباده، ضربه آب) و شرايط پرمخاطره (اسيدي، قليايي، اشعه فرابنفش و حلال) بررسي گرديد. در نهايت ظرفيت خودتميزشوندگي سطوح چوبي فراوري شده، به روش هاي متفاوت كيفي (سطح شيب‌دار) و كمي (قطره‌گذاري) با استفاده از مايعات مصرفي خوراكي ارزيابي شد.يافته ها: هر دو نوع نانو پوشش كامپوزيتي (بدون موم) و هيبريدي (حاوي موم) سبب ايجاد ماهيت فوق آبگريزي روي چوب توس شدند. افزودن مقدار بهينه از موم كارنابا به ساختار نانو پوشش بر پايه اپوكسي، منجر به زاويه تماس 170 درجه و زاويه لغزش كمتر از 3 درجه قطره آب مي شود. علاوه بر اين، افزودن موم كارنابا سبب پايداري و استحكام سطوح فوق آب گريز در شرايط پرمخاطره آبي و مكانيكي (سايش سمباده) شد. بالاترين ميزان پايداري در محيط هاي پرمخاطره مربوط به نانو پوشش هيبريدي بود. بالاترين ميزان زاويه تماس براي آب انار و كمترين براي شير مشاهده شد. همچنين، ظرفيت خودتميزشوندگي با انواع نوشيدني نوشابه زرد و مشكي بر روي سطح فوق آبگريز موفقيت‌آميز بود.نتيجه‌گيري: استفاده از موم كارنابا سبب افزايش زاويه تماس و كاهش زاويه لغزش شد. استفاده از موم كارنابا سبب بهبود چشمگير خواص مكانيكي و ضدآبي پوشش فوق آبگريز شد. ماهيت شيميايي موم درون پوشش نانو هيبريدي دليل برتري پوشش فوق آبگريز روي چوب است. سطح فوق آب گريز ساخته شده با پوشش نانوهيبريدي در حضور موم كارنابا داراي ظرفيت خودتميزشوندگي، زيست سازگاري و پايداري در شرايط سرويس بوده و براي حفاظت از انواع سطوح عمومي در زمينه مواد غذايي، به‌ويژه مواد ليگنوسلولزي مانند چوب و كاغذ مي‌تواند استفاده شود.