ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة برامترات احتباس الموائع في سطوح الأغشية المسامية بمجهر القوة الذرية

The Study of Fluid retention parameters in porous thin films by AFM

811   0   3   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2013
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

تعرض الورقة دراسة بيانية لعينات من ZnS أغشية رقيقة من مبخرة حرارياً على ركائز من الزجاج و أخرى من السلكون بمجهر القوة الذرية. شملت هذه الدراسة كلاً من البرامترات الحجمية و البرامترات الوظيفية لسطوح هذه الأغشية بهدف إلقاء الضوء على إمكانية احتباس الموائع في هذه الأغشية. لإجراء هذه الدراسة سجلت منحنيات أبوت – فايرستون Abbott-Firestone Curve لهذه الأغشية التي تعتمد على توزع الأعماق في سطوحها، و قِيست هذه البرامترات في كامل عمق المسامات و تُعّقبتْ قيمها في شرائح متتالية من السطح باستخدام المؤثر thresholding operator الذي يسمح بقطع أعلى السطح أو أسفله أو كليهما عند مستوى (أو مستوين) للارتفاع و مقارنة هذه البرامترات بنتائج دراسة أخرى تعتمد على انتقاء شرائح بين المستوين.


ملخص البحث
تتناول هذه الورقة البحثية دراسة بياتية لعينات من أغشية رقيقة من ZnS مبخرة حرارياً على ركائز من الزجاج والسلكون باستخدام مجهر القوة الذرية. تهدف الدراسة إلى تحليل البرامترات الحجمية والوظيفية لسطوح هذه الأغشية لتحديد إمكانية احتباس الموائع فيها. تم استخدام منحنيات أبوت-فايرستون التي تعتمد على توزيع الأعماق في السطوح، وتم قياس البرامترات في كامل عمق المسامات. استخدم المؤثر thresholding operator لتتبع توزيع البرامترات في عمق السطح، وتمت مقارنة هذه البرامترات بنتائج دراسة أخرى تعتمد على انتقاء شرائح بين مستويين. تضمنت الدراسة تحليل البرامترات الحجمية والوظيفية باستخدام منحنى أبوت-فايرستون، وتطبيق المؤثر thresholding operator عند مستويات مختلفة من الارتفاع. تم تحضير الأغشية في ظروف معينة وتم قياس البرامترات باستخدام مجهر القوة الذرية. أظهرت النتائج أن أحجام المسامات قد لا تكون كافية لاحتباس الموائع، وأشارت إلى الحاجة لمزيد من الدراسات المعمقة لاختبار فعالية هذه الأغشية في احتباس الموائع.
قراءة نقدية
تقدم هذه الورقة البحثية دراسة مفصلة ومهمة حول احتباس الموائع في الأغشية الرقيقة باستخدام مجهر القوة الذرية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها. أولاً، الدراسة تعتمد بشكل كبير على مجهر القوة الذرية الذي يوفر معلومات فقط عن الطبقة الذرية الأولى من السطح، مما قد يحد من دقة النتائج المتعلقة بالطبقات الأعمق. ثانياً، كان من الممكن تضمين تقنيات قياس أخرى تكشف عن الطبقات الأعمق من العينة لتعزيز النتائج. ثالثاً، الدراسة تركز بشكل كبير على الجانب النظري دون تقديم تجارب عملية كافية لاختبار فعالية الأغشية في تطبيقات حقيقية. أخيراً، الورقة تحتاج إلى مزيد من التوضيح في بعض الأجزاء لتكون أكثر وضوحاً للقراء غير المتخصصين.
أسئلة حول البحث
  1. ما هي الأهداف الرئيسية لهذه الدراسة؟

    تهدف الدراسة إلى تحليل البرامترات الحجمية والوظيفية لسطوح أغشية ZnS الرقيقة لتحديد إمكانية احتباس الموائع فيها باستخدام مجهر القوة الذرية ومنحنيات أبوت-فايرستون.

  2. ما هي التقنيات المستخدمة في هذه الدراسة؟

    استخدمت الدراسة مجهر القوة الذرية لتحليل السطوح ومنحنيات أبوت-فايرستون لتوزيع الأعماق، بالإضافة إلى المؤثر thresholding operator لتتبع توزيع البرامترات في عمق السطح.

  3. ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟

    أظهرت النتائج أن أحجام المسامات قد لا تكون كافية لاحتباس الموائع، وأشارت إلى الحاجة لمزيد من الدراسات المعمقة لاختبار فعالية هذه الأغشية في احتباس الموائع.

  4. ما هي التحديات التي تواجه استخدام مجهر القوة الذرية في هذه الدراسة؟

    التحدي الرئيسي هو أن مجهر القوة الذرية يوفر معلومات فقط عن الطبقة الذرية الأولى من السطح، مما قد يحد من دقة النتائج المتعلقة بالطبقات الأعمق. كما أن الدراسة تحتاج إلى تقنيات قياس أخرى تكشف عن الطبقات الأعمق لتعزيز النتائج.


المراجع المستخدمة
Nicotera Isabella et al, Effective Improvement of Water-Retention in Nanocomposite Membranes Using Novel Organo-Modified Clays as Fillers for High Temperature PEMFCs, J. Phys. Chem. B, 2011, 115 (29), pp 9087– 9097
Enotiadis A. et al, Graphene-based nafion nanocomposite membranes: enhanced proton transport and water retention by novel organofunctionalized graphene oxide nanosheets. 2012 Nov 5;8(21):3338-49
Jeong Park Moon et al, Increased Water Retention in Polymer Electrolyte Membranes at Elevated Temperatures Assisted by Capillary Condensation Nano Lett., 2007, 7 (11), pp 3547–3552
قيم البحث

اقرأ أيضاً

تُعرض في هذه الورقة دراسة بمجهر القوة الذرية لأغشية من ZnS وضعت حرارياً بثخانات مختلفة على ركائز زجاجية. سجلت صور طبوغرافية لهذه الأغشية، و جداول تتضمن أهم برامترات معالمها، بمجهر القوة الذرية. ثم كُشف عن تشكل الجزر و نموها في أغشية بثخانات ضوئية مخت لفة أو في نقاط مختلفة من الغشاء نفسه الذي يفترض تبعاً لطريقة التحضير أنه متجانس الثخانة الضوئية. و لهذا الغرض أجري تحليل للجزر المتشكلة على سطوح الأغشية من خلال تطبيق برمجية لتجزئة السطح تسمح بالكشف عن المعالم المهمة فيه من قمم و قيعان. كما فرزت تلك الجزر و درس توزع برامتراتها في النقاط المدروسة.
تعتبر عمgيات استثمار المكامن النفطية من أهم مراحل الصناعة النفطية. فالجدوى الاقتصادية لمكمن المستثمر ترتبط بالتخطيط الصحيح و الفهم الدقيق لخصائص المكمن بمكوناته الصخرية و السوائل التي ترتشح ضمن وسطه المسامي. إن التعقيد الذي تتميز به الأوساط المسامية الصخرية الحاملة للمواد الهيدروكربونية، ذات التحولات الطورية المقرونة بظواهر حرارية و فيزيوكيميائية، تجعل من الطرق الكلاسيكية المعتمدة لدراسة المكمن و التخطيط لاستثماره غير دقيقة و غير كافية للتنبؤ بسلوك و أداء المكمن. بدأ الاعتماد حديثاً على طريقة المحاكاة و النمذجة الرياضية التي تمكننا من التقليل من المخاطر في اتخاذ القرار المتعلق بطريقة الاستثمار الامثل، لتحقيق أفضل جدوى إقتصادية ممكنة. و ذلك من خلال ما توفره هذه الطريقة من قدرة تنبؤية تساعد على فهم أفضل لسلوك و أداء المكمن بشرط توفر المعطيات اللازمة لحل النموذج الرياضي المعاير، بطريقة تحليلية أو رقمية . نورد في هذا البحث، صياغة نموذج رياضي لمكمن متجانس أحادي البعد يرتشح ضمنه سائل وحيد الطور، و طريقة الحل الرقمي لهذا النموذج الرياضي، و تطبيق النموذج المصاغ لمحاكاة مكمن ببئر حقن و أخرى للإنتاج و آلية توزع الضغط في الطبقة المنتجة بين البئرين .
نناقش في هذا البحث، تأثير العيوب النقطية على الخصائص الكهربائية و الضوئية لأفلام رقيقة من أكسيد الزنك تم تنميتها بطريقة الترسيب الذري الطبقي على ركائز من الزجاج و السيلكون عند درجة حرارة منخفضة (100°C). أنجزت قياسات أطياف التألق الضوئي عند درجة حرارة الغرفة، و الأطياف الكتلوية الأيونية الثانوية، و قياسات مفعول هول لطبقات من أكسيد الزنك. أجريت عملية التسخين عند درجة حرارة 400 °C لعينة ZnO المنماة على ركيزة من الزجاج في الهواء و في جو من الأزوت N2 لمدة نصف ساعة. إن التسخين الطويل يؤدي إلى اختزال كبير لتركيز الإلكترونات، و في نفس الوقت، نلاحظ زيادة واضحة في حركية حاملات الشحنة، الذي قد يؤدي إلى انخفاض عدد العيوب الأصلية في طبقات أكسيد الزنك. لوحظ أيضا أن ذرات الهيدروجين في عينات أكسيد الزنك لا تسيطر على الخصائص الكهربائية بازدياد تركيز الإلكترونات.
رُسبت أفلام رقيقة ناقلة شفافة (TCOs) من أكسيد القصدير المُشاب بالمنغنيز عند درجة حرارة ركيزة 450° C بطريقة البخ الحراري. تمت مُناقشة الخصائص البنيوية للأفلام بتابعية سوية الإشابة لممنغنيز (0, 1 , 3 , 5 ,7 wt%) بينما جميع متغيرات الترسيب مثل: درج ة حرارة الركيزة، معدل البخ، ضغط الغاز الحامل، المسافة بين فوهة البخ و الركيزة بقيت ثابتة.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا