Quantification and physics of cold plasma treatment of organic liquid surfaces
Ключові слова:
холодна плазма, силіконовi олії, параметр змочування, зміна поверхневої енергії, гідрофілізація, електрет
Анотація
Обробка плазмою збільшує поверхневу енергію конденсованих фаз: твердих речовин і рідин. Введено два незалежні методи кількісної оцінки впливу холодної радіочастотної обробки плазмою на властивості поверхні силіконових масел (полидиметилсилоксана) різних молекулярних мас та касторової олії. За першим способом крапля води, вкрита маслами, зазнавала впливу холодної повітряної радіочастотної плазми, що призводило до збільшення поверхневої енергії масла/повітря. Отримано вираз, що зв'язує енергію поверхні нафти і повітря з удаваним кутом контакту краплі води, що вкрита маслом. Явний кут контакту був встановлений експериментально. Розрахунок параметрів поверхневої енергії нафти і повітря проводили для різних оброблених плазмою силіконових і касторових масел. Другий метод заснований на вимірюванні електретного відгуку рідин, оброблених плазмою.
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
1. a) H. K. Yasuda, J. Wiley & Sons, New York (1984);
b) M. Strobel, C. S. Lyons, K. L. Mittal (Eds), VSP, Zeist, The Netherlands (1994);
c) M. Thomas, K. L. Mittal (Eds),Wiley, Beverly, USA (2013);
d) M. Lehocky, H. Drnovska, B. Lapcikova, A. M. Barros-Timmons, T. Trindade, M.Zembala, L. Lapcik Jr., Colloids Surf., A., 222, 125 (2003);
d) E. C. Preedy, E. Brousseau, S. L. Evans, S. Perni, P.Prokopovich, Colloids Surf. A., 460, 83 (2014);
e) R. M. Cámara, E. Crespo, R. Portela, S. Suárezd, L. Bautista, F. Gutiérrez-Martín, B. Sánchez, Catalysis Today., 230, 145 (2014).
2. a) E. Occhiello, M. Morra, F. Garbassi, D. Johnson, P.Humphrey, Appl. Surf. Sci. 47, 235 (1991);
b) R. M. France, R. D. Short, Langmuir, 14, 4827 (1998);
c) R. M. France, R.D. Short, J. Chem. Soc., Faraday Trans., 93, 3173 (1997);
d) S. Wild, L. L. Kesmodel, J. Vac. Sci. Technol. A., 19, 856(2001);
e) E. Kondoh, T. Asano, A. Nakashima M. Komatu,J. Vac. Sci. Technol. B., 18, 1276 (2000);
f) J. P. Fernández-Blázquez, D. Fell, El. Bonaccurso, A. del Campo, J. Colloid Interface Sci., 357, 234 (2011);
g) D. Hegemann, H.Brunner, Ch. Oehr, Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res B. 208, 281 (2003);
h) B. Balu, V. Breedveld, D. W. Hess,Langmuir, 24, 4785 (2008);
i) A. Kaminska, H. KaczmarekJ. Kowalonek, Eur. Polym. J., 38, 1915 (2002);
j) E. Bormashenko, R. Grynyov, Colloids Surf., B., 92, 367 (2012);
k) E. Bormashenko, G. Chaniel, R. Grynyov, Appl. Surf. Sci., 273, 549 (2013).
3. J. Garcia-Torres, D. Sylla, L. Molina, E. Crespo, J. Mota, L. Bautista, Appl. Surf. Sci., 305, 292 (2014).
4. Y. Ladner, F. D’Orlye, C. Perreard, B. Da Silva, C. Guyon, M. Tatoulian, S. Griveau, F. Bedioui, A. Varenne, Plasma Process. Polym., 11, 518 (2014).
5. a) N. Shainsky, D. Dobrynin, U. Ercan, S.G. Joshi, H. Ji, A. Brooks, G. Fridman, Y. Cho, A. Fridman, G. Friedman, Plasma Process. Polym. 9, 1 (2012);
b) D. Staack, A. Fridman, A. Gutsol, Y. Gogotsi, G. Friedman, Angew. Chem. 120, 8140 (2008);
c) D. Staack, A. Fridman, A. Gutsol, Y. Gogotsi, G. Friedman, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 47, 8020 (2008);
d) D. P. Park, K. Davis, S. Gilani, C.-A .Alonzo, D. Dobrynin, G. Friedman, A. Fridman, A. Rabinovich, G. Fridman, Current Appl. Phys., 13, 19 (2013).
6. a) C. Shillingford, N. MacCallum, T.-S. Wong, Ph. Kim, J. Aizenberg, Nanotechnology, 25, 014019 (2014);
b) T.-S. Wong, S. H. Kang, S. K. Y. Tang, E. J. Smythe, B. D. Hatton, A. Grinthal, J. Aizenberg, Nature, 477, 443 (2011);
c) A. Grinthal, J. Aizenberg, Chem. Mater. 26, 698 (2014);
d) M. Nosonovsky, Nature, 477, 412 (2001);
e) A. Eifert, D. Paulssen, S. N. Varanakkottu, T. Baier, St. Hardt,Adv. Materials Interfaces, 1, 1300138 (2014);
f) E. Bormashenko, R. Pogreb, Ye. Bormashenko, R. Grynyov, O. Gendelman, Appl. Phys. Lett., 104, 171601 (2014).
7. V. Multanen, G. Chaniel, R. Grynyov, R. Y. Loew, N. Siany, E. Bormashenko, Colloids Surf. A, 461, 225 (2014).
8. a) E. Bormashenko, R. Pogreb, O. Stanevsky, Y. Bormashenko, Y. Socol, O. Gendelman, Polym. Adv. Technol., 16, 299 (2005);
b) E. Bormashenko, Al. Malkin, Al. Musin, Ye. Bormashenko, G. Whyman, N. Litvak, Z. Barkay, V. Machavariani, Macromol. Chem. Phys., 209, 567 (2008).
9. a) D. Smith, R. Dhiman, S. Anand, E. Reza-Garduno, R. E. Cohen, G. H. McKinley, K. K. Varanasi, Soft Matter, 9, 177 (2013);
b) S. Anand, A.T. Paxson, R. Dhiman, J. D. Smith, K. K. Varanasi, ACS Nano, 6, 10122 (2012).
10. a) P. G. de Gennes, F. Brochard-Wyart, D. Quéré, Capillarity and Wetting Phenomena, Springer, Berlin (2003);
b) H. Y. Erbil, Surface Chemistry of Solid and Liquid Interfaces, Blackwell, Oxford (2006);
c) E. Bormashenko, Wetting of Real Surfaces, de Gruyter, Berlin (2013).
11. a) P. Than, L.Prezosi, D.D. Joseph, M. Arney, J. Colloid Interface Sci., 124, 552 (1988);
b) H. Chung, T. W. Kim, M. Kwon, I. C. Kwon, S. Y. Jeong, J. Controlled Release, 71, 339 (2001).
12. R. Tadmor, Pr. S. Yadav, J. Colloid Interface Sci., 317, 241(2008).
13. a) A. Eifert, J. Petit, T. Baier, El. Bonaccurso, St. Hardt, Appl. Surf. Sci., 330, 104 (2015);
b) E. Bormashenko, R.Pogreb, G. Chaniel, V. Multanen, A. Ya. Malkin, Adv. Eng. Mat., DOI: 10.1002/adem.201400445 (2014).
b) M. Strobel, C. S. Lyons, K. L. Mittal (Eds), VSP, Zeist, The Netherlands (1994);
c) M. Thomas, K. L. Mittal (Eds),Wiley, Beverly, USA (2013);
d) M. Lehocky, H. Drnovska, B. Lapcikova, A. M. Barros-Timmons, T. Trindade, M.Zembala, L. Lapcik Jr., Colloids Surf., A., 222, 125 (2003);
d) E. C. Preedy, E. Brousseau, S. L. Evans, S. Perni, P.Prokopovich, Colloids Surf. A., 460, 83 (2014);
e) R. M. Cámara, E. Crespo, R. Portela, S. Suárezd, L. Bautista, F. Gutiérrez-Martín, B. Sánchez, Catalysis Today., 230, 145 (2014).
2. a) E. Occhiello, M. Morra, F. Garbassi, D. Johnson, P.Humphrey, Appl. Surf. Sci. 47, 235 (1991);
b) R. M. France, R. D. Short, Langmuir, 14, 4827 (1998);
c) R. M. France, R.D. Short, J. Chem. Soc., Faraday Trans., 93, 3173 (1997);
d) S. Wild, L. L. Kesmodel, J. Vac. Sci. Technol. A., 19, 856(2001);
e) E. Kondoh, T. Asano, A. Nakashima M. Komatu,J. Vac. Sci. Technol. B., 18, 1276 (2000);
f) J. P. Fernández-Blázquez, D. Fell, El. Bonaccurso, A. del Campo, J. Colloid Interface Sci., 357, 234 (2011);
g) D. Hegemann, H.Brunner, Ch. Oehr, Nucl. Instr. And Meth. In Phys. Res B. 208, 281 (2003);
h) B. Balu, V. Breedveld, D. W. Hess,Langmuir, 24, 4785 (2008);
i) A. Kaminska, H. KaczmarekJ. Kowalonek, Eur. Polym. J., 38, 1915 (2002);
j) E. Bormashenko, R. Grynyov, Colloids Surf., B., 92, 367 (2012);
k) E. Bormashenko, G. Chaniel, R. Grynyov, Appl. Surf. Sci., 273, 549 (2013).
3. J. Garcia-Torres, D. Sylla, L. Molina, E. Crespo, J. Mota, L. Bautista, Appl. Surf. Sci., 305, 292 (2014).
4. Y. Ladner, F. D’Orlye, C. Perreard, B. Da Silva, C. Guyon, M. Tatoulian, S. Griveau, F. Bedioui, A. Varenne, Plasma Process. Polym., 11, 518 (2014).
5. a) N. Shainsky, D. Dobrynin, U. Ercan, S.G. Joshi, H. Ji, A. Brooks, G. Fridman, Y. Cho, A. Fridman, G. Friedman, Plasma Process. Polym. 9, 1 (2012);
b) D. Staack, A. Fridman, A. Gutsol, Y. Gogotsi, G. Friedman, Angew. Chem. 120, 8140 (2008);
c) D. Staack, A. Fridman, A. Gutsol, Y. Gogotsi, G. Friedman, Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 47, 8020 (2008);
d) D. P. Park, K. Davis, S. Gilani, C.-A .Alonzo, D. Dobrynin, G. Friedman, A. Fridman, A. Rabinovich, G. Fridman, Current Appl. Phys., 13, 19 (2013).
6. a) C. Shillingford, N. MacCallum, T.-S. Wong, Ph. Kim, J. Aizenberg, Nanotechnology, 25, 014019 (2014);
b) T.-S. Wong, S. H. Kang, S. K. Y. Tang, E. J. Smythe, B. D. Hatton, A. Grinthal, J. Aizenberg, Nature, 477, 443 (2011);
c) A. Grinthal, J. Aizenberg, Chem. Mater. 26, 698 (2014);
d) M. Nosonovsky, Nature, 477, 412 (2001);
e) A. Eifert, D. Paulssen, S. N. Varanakkottu, T. Baier, St. Hardt,Adv. Materials Interfaces, 1, 1300138 (2014);
f) E. Bormashenko, R. Pogreb, Ye. Bormashenko, R. Grynyov, O. Gendelman, Appl. Phys. Lett., 104, 171601 (2014).
7. V. Multanen, G. Chaniel, R. Grynyov, R. Y. Loew, N. Siany, E. Bormashenko, Colloids Surf. A, 461, 225 (2014).
8. a) E. Bormashenko, R. Pogreb, O. Stanevsky, Y. Bormashenko, Y. Socol, O. Gendelman, Polym. Adv. Technol., 16, 299 (2005);
b) E. Bormashenko, Al. Malkin, Al. Musin, Ye. Bormashenko, G. Whyman, N. Litvak, Z. Barkay, V. Machavariani, Macromol. Chem. Phys., 209, 567 (2008).
9. a) D. Smith, R. Dhiman, S. Anand, E. Reza-Garduno, R. E. Cohen, G. H. McKinley, K. K. Varanasi, Soft Matter, 9, 177 (2013);
b) S. Anand, A.T. Paxson, R. Dhiman, J. D. Smith, K. K. Varanasi, ACS Nano, 6, 10122 (2012).
10. a) P. G. de Gennes, F. Brochard-Wyart, D. Quéré, Capillarity and Wetting Phenomena, Springer, Berlin (2003);
b) H. Y. Erbil, Surface Chemistry of Solid and Liquid Interfaces, Blackwell, Oxford (2006);
c) E. Bormashenko, Wetting of Real Surfaces, de Gruyter, Berlin (2013).
11. a) P. Than, L.Prezosi, D.D. Joseph, M. Arney, J. Colloid Interface Sci., 124, 552 (1988);
b) H. Chung, T. W. Kim, M. Kwon, I. C. Kwon, S. Y. Jeong, J. Controlled Release, 71, 339 (2001).
12. R. Tadmor, Pr. S. Yadav, J. Colloid Interface Sci., 317, 241(2008).
13. a) A. Eifert, J. Petit, T. Baier, El. Bonaccurso, St. Hardt, Appl. Surf. Sci., 330, 104 (2015);
b) E. Bormashenko, R.Pogreb, G. Chaniel, V. Multanen, A. Ya. Malkin, Adv. Eng. Mat., DOI: 10.1002/adem.201400445 (2014).
Опубліковано
2018-10-11
Як цитувати
Bormashenko, E., Multanen, V., Chaniel, G., Grynyov, R., Shulzinger, E., Pogreb, R., Aharoni, H., & Nagar, Y. (2018). Quantification and physics of cold plasma treatment of organic liquid surfaces. Вісник Харківського національного університету імені В. Н. Каразіна. Серія «Фізика», (28), 33-39. https://doi.org/10.26565/2222-5617-2018-28-2
3.gif){kind=logo}
