Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla

Tässä tutkielmassa tarkastellaan kokeellisesti vesipisaran ja erittäin hydrofobisten hiilinanoputkien vuorovaikutusta. Työssä suoritetuissa kokeissa katsotaan niitä yllättävän monimutkaisia vaiheita, jotka seuraavat, kun vesipisara laitetaan hydrofiiliselle piisubstraatille, jolla on hiilinanoputkid...

Täydet tiedot

Bibliografiset tiedot
Päätekijä: Hyyryläinen, Esa
Muut tekijät: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Fysiikan laitos, Department of Physics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Aineistotyyppi: Pro gradu
Kieli:fin
Julkaistu: 2022
Aiheet:
Linkit: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81736
_version_ 1826225769241640960
author Hyyryläinen, Esa
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Hyyryläinen, Esa Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Hyyryläinen, Esa Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Fysiikan laitos Department of Physics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Hyyryläinen, Esa
datasource_str_mv jyx
description Tässä tutkielmassa tarkastellaan kokeellisesti vesipisaran ja erittäin hydrofobisten hiilinanoputkien vuorovaikutusta. Työssä suoritetuissa kokeissa katsotaan niitä yllättävän monimutkaisia vaiheita, jotka seuraavat, kun vesipisara laitetaan hydrofiiliselle piisubstraatille, jolla on hiilinanoputkidepositio. Tutkimus on jatkoa aiemman väitöskirjantyön eräälle tietylle kokeelle. Vesipisaran ensin laajetessa ja myöhemmin kuivuessa sitä kuvataan kaukomikroskoopilla videoiden. Tutkimuksessa havaitaan hiilinanoputkien päätyvän vesipisaran päälle verkostoituen sen päällä todennäköisesti kapillaarivoimien vaikutuksesta. Pisaran kuivuttua verkostoitunut depositio jää piipalan pinnalle. Tätä niin sanottua redepositiota voidaan tarkastella kokeen jälkeen optisella mikroskoopilla ja pyyhkäisyelektronimikroskoopilla. Redepositio voitiin luokitella eri kategorioihin. Näitä kategorioita ovat näytteelle muodostuvat ketjut, depositiorengas ja muu redepositio. Selkeää riippuvuutta parametreistä ei löydetty kaikelle redepositiolle. Lisäksi havaittiin, että depositiolle muodostuvan tyhjentymisrenkaan ulkohalkaisija vastaa hyvin pallomaisella mallilla laskettua pisaran dimensiota. Tutkimuksessa muuttuvia parametrejä ovat suhteellinen kosteus, lämmitettävän näytealustan lämpötila, pisaran koko ja piipalan päällä olevan deposition vahvuus. Näiden parametrien havaittiin jonkin verran vaikuttavan jäljelle jäävään depositioon, mutta tarkka vaikutus jäi hieman avoimemmaksi kysymykseksi. Tutkielmassa käydään läpi myös laajasti tutkimuksen tekemiseen tarvittavaa laitteistotekniikkaa kosteudensäätelyyn, kosteuden mittaamiseen, lämpötilansäätelyyn ja kuvantamiseen liittyen. In this thesis I experimentally examined the interactions of a water droplet with highly hydrophobic carbon nanotubes. Of the experiments performed in this work, I will discuss in detail the surprisingly complicated steps that result from placing a drop of water on a hydrophilic substrate having a carbon nanotube deposit. The study is a continuation of previous experiments, in a recent doctoral dissertation. When a drop of water first expands and then dries, it is imaged with a long-distance microscope. It was found that carbon nanotubes end up on top of the water droplet. Here, the nanotubes form networks, probably due to capillary forces. After the droplet dries, the networked deposit remains on the surface of the silicon. This so-called redeposition can be examined after the experiment with optical and electron microscopy. In addition, the redeposition could be classified into different categories. These categories include chains, a deposit ring, and other redoposition types. No clear dependence on parameters was found for all these types. In addition, it was found that the outer diameter of the empty ring formed for the deposit corresponds to the droplet dimension calculated with a spherical model. In the research, the variable parameters were the relative humidity, the temperature of the sample base, the size of the droplet and the amount of deposition on the silicon surface. These parameters were found to have some effect on the redeposition, but the exact effect remains a somewhat open question. In this thesis I also review the equipment needed to conduct the research. This includes equipment for humidity control and measurement, temperature control, and imaging.
first_indexed 2022-06-15T20:04:16Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Ahlskog, Markus", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Merikoski, Juha", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Hyyryl\u00e4inen, Esa", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2022-06-15T09:01:26Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2022-06-15T09:01:26Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2022", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81736", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4ss\u00e4 tutkielmassa tarkastellaan kokeellisesti vesipisaran ja eritt\u00e4in hydrofobisten hiilinanoputkien vuorovaikutusta. Ty\u00f6ss\u00e4 suoritetuissa kokeissa katsotaan niit\u00e4 yll\u00e4tt\u00e4v\u00e4n monimutkaisia vaiheita, jotka seuraavat, kun vesipisara laitetaan hydrofiiliselle piisubstraatille, jolla on hiilinanoputkidepositio. Tutkimus on jatkoa aiemman v\u00e4it\u00f6skirjanty\u00f6n er\u00e4\u00e4lle tietylle kokeelle.\n\nVesipisaran ensin laajetessa ja my\u00f6hemmin kuivuessa sit\u00e4 kuvataan kaukomikroskoopilla videoiden. Tutkimuksessa havaitaan hiilinanoputkien p\u00e4\u00e4tyv\u00e4n vesipisaran p\u00e4\u00e4lle verkostoituen sen p\u00e4\u00e4ll\u00e4 todenn\u00e4k\u00f6isesti kapillaarivoimien vaikutuksesta. Pisaran kuivuttua verkostoitunut depositio j\u00e4\u00e4 piipalan pinnalle. T\u00e4t\u00e4 niin sanottua redepositiota voidaan tarkastella kokeen j\u00e4lkeen optisella mikroskoopilla ja pyyhk\u00e4isyelektronimikroskoopilla. Redepositio voitiin luokitella eri kategorioihin. N\u00e4it\u00e4 kategorioita ovat n\u00e4ytteelle muodostuvat ketjut, depositiorengas ja muu redepositio. Selke\u00e4\u00e4 riippuvuutta parametreist\u00e4 ei l\u00f6ydetty kaikelle redepositiolle. Lis\u00e4ksi havaittiin, ett\u00e4 depositiolle muodostuvan tyhjentymisrenkaan ulkohalkaisija vastaa hyvin pallomaisella mallilla laskettua pisaran dimensiota.\n\nTutkimuksessa muuttuvia parametrej\u00e4 ovat suhteellinen kosteus, l\u00e4mmitett\u00e4v\u00e4n n\u00e4ytealustan l\u00e4mp\u00f6tila, pisaran koko ja piipalan p\u00e4\u00e4ll\u00e4 olevan deposition vahvuus. N\u00e4iden parametrien havaittiin jonkin verran vaikuttavan j\u00e4ljelle j\u00e4\u00e4v\u00e4\u00e4n depositioon, mutta tarkka vaikutus j\u00e4i hieman avoimemmaksi kysymykseksi.\n\nTutkielmassa k\u00e4yd\u00e4\u00e4n l\u00e4pi my\u00f6s laajasti tutkimuksen tekemiseen tarvittavaa laitteistotekniikkaa kosteudens\u00e4\u00e4telyyn, kosteuden mittaamiseen, l\u00e4mp\u00f6tilans\u00e4\u00e4telyyn ja kuvantamiseen liittyen.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "In this thesis I experimentally examined the interactions of a water droplet with highly hydrophobic carbon nanotubes. Of the experiments performed in this work, I will discuss in detail the surprisingly complicated steps that result from placing a drop of water on a hydrophilic substrate having a carbon nanotube deposit. The study is a continuation of previous experiments, in a recent doctoral dissertation.\n\nWhen a drop of water first expands and then dries, it is imaged with a long-distance microscope. It was found that carbon nanotubes end up on top of the water droplet. Here, the nanotubes form networks, probably due to capillary forces. After the droplet dries, the networked deposit remains on the surface of the silicon. This so-called redeposition can be examined after the experiment with optical and electron microscopy. In addition, the redeposition could be classified into different categories. These categories include chains, a deposit ring, and other redoposition types. No clear dependence on parameters was found for all these types. In addition, it was found that the outer diameter of the empty ring formed for the deposit corresponds to the droplet dimension calculated with a spherical model.\n\nIn the research, the variable parameters were the relative humidity, the temperature of the sample base, the size of the droplet and the amount of deposition on the silicon surface. These parameters were found to have some effect on the redeposition, but the exact effect remains a somewhat open question.\n\nIn this thesis I also review the equipment needed to conduct the research. This includes equipment for humidity control and measurement, temperature control, and imaging.", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Miia Hakanen (mihakane@jyu.fi) on 2022-06-15T09:01:25Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2022-06-15T09:01:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2022", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "142", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "hydrofiilisyys", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "hydrofobisuus", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kontaktikulma", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "kosteudens\u00e4\u00e4tely", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "vesipisara", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Monisein\u00e4isten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202206153346", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Fysiikan laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Physics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Soveltava fysiikka", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Applied Physics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4023", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "hiilinanoputket", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "kosteus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "fysiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_81736
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:55:59Z
main_date 2022-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2022
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/8271b3fc-d670-45de-8ba8-605eef48cf93\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202206153346.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2022
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Hyyryläinen, Esa Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla hydrofiilisyys hydrofobisuus kontaktikulma kosteudensäätely vesipisara Soveltava fysiikka Applied Physics 4023 hiilinanoputket kosteus fysiikka
title Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla
title_full Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla
title_fullStr Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla
title_full_unstemmed Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla
title_short Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla
title_sort moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla
title_txtP Moniseinäisten hiilinanoputkien verkostoituminen vesipisaran pinnalla
topic hydrofiilisyys hydrofobisuus kontaktikulma kosteudensäätely vesipisara Soveltava fysiikka Applied Physics 4023 hiilinanoputket kosteus fysiikka
topic_facet 4023 Applied Physics Soveltava fysiikka fysiikka hiilinanoputket hydrofiilisyys hydrofobisuus kontaktikulma kosteudensäätely kosteus vesipisara
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81736 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202206153346
work_keys_str_mv AT hyyryläinenesa moniseinäistenhiilinanoputkienverkostoituminenvesipisaranpinnalla