SiO2 ساخت و بررسی فیبرهای توخالی

در این مقاله برای ساخت فیبرهای توخالی SiO2 از فیبرهای پنبه استفاده کردیم. به این صورت که سوسپانسیونی از پودر SiO2 و آب دیونیزه درست کرده و مقداری از پنبه را در این سوسپانسیون خیسانده و سپس خشک می کنیم. آخرین مرحله نیز کلسینه کردن در دماهای بالا، جهت سوزاندن پنبه ها است. جهت بررسی ریخت شناسی فیبرهای توخالی تولید شده چهار آزمایش طراحی شد. در آزمایش اول سه نمونه را در 40 درجه سانتیگراد به مدت 1 ساعت خشک کرده و در دماهای مختلف 500، 600 و 700 درجه سانتیگراد و به مدت 6 ساعت کلسینه کردیم. در آزمایش دوم نمونه ها در دماهای 40، 50 و 60 درجه سانتیگراد خشک کرده و در دمای 600 درجه سانتیگراد کلسینه کردیم. در آزمایش سوم پودر SiO2 در دو زمان، 30 دقیقه و 1 ساعت را سائیده، در 50 درجه سانتیگراد خشک و در دمای 600 سانتیگراد کلسینه کردیم. در آزمایش چهارم نسبت های وزنی بین پودر SiO2 و آب دیونیزه را تغییر داده، در 50 درجه سانتیگراد خشک و در دمای 600 سانتیگراد کلسینه کردیم. بررسی ریخت شناسی فیبرهای ساخته شده، نشان می دهد نمونه ای که سوسپانسیون آن در نسبت وزنی 1:100 تهیه شده، در دمای 50 درجه سانتیگراد خشک شده و در دمای 600 درجه سانتیگراد کلسینه شده است، نمونه بهینه است. فیبرهایی که به این روش آماده شدند، ساختار پنبه را حفظ کرده و از تخلخل و مساحت سطحی نسبتا بالایی برخوردار هستند. در شرائط بهینه، فیبرهای توخالی به طول در حدود 30 میکرومتر، قطر 3 میکرومتر و ضخامت دیواره nm 300 می باشند. در انتها در سوسپانسیون به جای آب دیونیزه با الکل استفاده شد. نتایج ما به خوبی نشان می دهد که الکل (به عنوان حلال) به جدا کردن فیبرهای پنبه بیشتر کمک می کند و فیبرهای توخالی ساخته شده حتی به طول چندین سانتیمتر، قطر m μ 5/3 و ضخامت دیواره nm 200 هم می رسند و در بعضی از فیبرها پیچ خوردگی های که به طور طبیعی در فیبرهای پنبه وجود دارد نیز، دیده می شوند.