Kendi Kendini Temizleyen Kaplamalar

Kendi kendini temizleyen kaplamalar kir, su ve diğer kirletici maddeleri iterek manuel temizlik ihtiyacını en aza indirmek için tasarlanmıştır. Tüketici ürünlerinden endüstriyel ve mimari yüzeylere kadar çeşitli uygulamalarda kullanılan bu kaplamalar, hidrofobik ve hidrofilik olmak üzere iki kategoriye ayrılmaktadır. Bilim insanları, malzeme bilimindeki gelişmelere bağlı olarak daha fazla dayanıklılık ve performansa sahip kendi kendini temizleyen kaplama formülasyonları geliştirmeye devam etmektedir.

Kendi Kendini Temizleyen Kaplama Türleri

Hidrofobik Kaplamalar: Hidrofobik kaplamalar, suyu iterek yüzeylerde topaklanması sağlayacak şekilde tasarlanmıştır. Suya dayanıklı ve kendi kendini temizleyen yüzeyler oluşturmak için kullanılan bu kaplamalar, su ve su kaynaklı kirleticilerin yapışmasını azaltır. Hidrofobik kaplamalar su itici bir yüzey oluşturarak su damlacıklarının kaplanmış yüzeyden kolayca yuvarlanan boncuklar oluşturmasına neden olur. Hidrofobik kaplamaların su itici özelliği, kir, toz ve diğer kirleticilerin birikmesini önleyerek kendi kendini temizlemeye yardımcı olur. Su yüzeyden yuvarlandığında bu partikülleri taşır. Hidrofobik kaplamalar buz yapışmasını azaltabilir, bu da onları uçak yüzeyleri gibi buz oluşumunu önlemenin önemli olduğu uygulamalarda faydalı kılar. Bazı hidrofobik kaplamalar, yüzeylerde yoğuşma oluşumunu önleyerek buğu önleyici özellikler de sergiler. Hidrofobik kaplamalar birtakım kimyasallara karşı direnç sağlayarak alttaki yüzeylerin korunmasına katkıda bulunabilir. Hidrofobik kaplamalar, yağmurlu koşullarda görüş kapasitesini artırmak ve kir ve kirleticilerin yapışmasını azaltmak için otomotiv ön camlarına, pencerelerine ve dış yüzeylerine de uygulanır. Akıllı telefonlar, tabletler ve kameralar gibi cihazlarda suya karşı direnç sağlamak ve cihazların dayanıklılığını artırmak için genellikle hidrofobik kaplamalar kullanılır. Fotokatalitik Kaplamalar: Fotokatalitik kaplamalar, ışığa maruz kaldıklarında kimyasal reaksiyonları katalize etmek için genel olarak titanyum dioksit (TiO2) gibi yarı iletken malzemeler olan fotokatalizörleri kullanır. Kaplanan yüzeydeki organik ve inorganik maddeleri parçalama yetenekleriyle dikkat çeken bu kaplamalar kendi kendini temizleme ve hava temizleme özelliklerine sahiptir. Kendi kendini temizlemeye ek olarak, fotokatalitik kaplamalar çevredeki havadaki kirleticileri, kokuları ve uçucu organik bileşikleri (VOC’ler) ayrıştırarak havanın temizlenmesine katkıda bulunabilir. Bazı fotokatalitik kaplamalar, bakteri ve diğer mikroorganizmaları parçalama ve büyümelerini engelleme yetenekleri nedeniyle antibakteriyel özellikler sergiler. Fotokatalizörler genel olarak ultraviyole (UV) ışık ile aktive edilir. Doğal güneş ışığı ve yapay UV ışık kaynakları, kaplanmış yüzeydeki fotokatalitik reaksiyonları tetikleyebilir. Fotokatalitik kaplamalar şeffaf olacak şekilde de tasarlanabilir, bu da onları alttaki yüzeyin görünümünü korumanın önemli olduğu uygulamalar için uygun hale getirir. Fotokatalitik kaplamalar, kendi kendini temizleme özellikleri sağlamak, kirliliği azaltmak ve kentsel ortamlarda hava kalitesini iyileştirmek için binaların dış yüzeylerinde kullanılır. Fotokatalitik kaplamalar ayrıca kir ve kirletici maddelerin oluşumunu engellemek için beton ve kaldırım yüzeylerine de uygulanır. Oleofobik Kaplamalar: Oleofobik kaplamalar yağları ve gresleri iter. Parmak izi lekelerini azaltmak için akıllı telefon ekranları gibi yüzeylerde yaygın olarak kullanılırlar. Oleofobik kaplamalar, yağların ve greslerin yapışmasını zorlaştıran kaygan bir yüzey oluşturur. Bu da parmak izi lekelerinin önlenmesine yardımcı olur ve yüzeylerin temizlenmesini kolaylaştırır. Birçok oleofobik kaplama, politetrafloroetilen (PTFE) gibi floropolimer teknolojilerine dayanmaktadır. Floropolimerler yapışmazlık özelliklerinin yanı sıra yağlara ve kimyasallara karşı dirençleriyle bilinirler. Bazı silikon bazlı kaplamalar da oleofobik özellikler sergiler. Bu kaplamalar pürüzsüz, hidrofobik bir yüzey sağlar. Oleofobik kaplamalar genellikle akıllı telefonların, tabletlerin ve diğer dokunmatik cihazların ekranlarında kullanılır. Bu, parmak izlerinin ve diğer yağ kalıntılarının görünürlüğünü azaltarak temiz ve net bir ekranın korunmasına yardımcı olur. Oleofobik kaplamalar bazı gözlük türlerine su itici özellikler kazandırmak, böylece görünürlüğü ve temizlik kolaylığını artırmak için de kullanılır. Bu kaplamalar, görüş kapasitesini artırmak ve sık temizlik ihtiyacını azaltmak için arabaların ön camlarına da uygulanabilir. Oleofobik kaplamalar yüzeylerin temizlenmesini kolaylaştırırken, kaplamaya zarar vermemek için hafif temizlik maddelerinin kullanılması önemlidir. Sert kimyasallar ve aşındırıcı malzemeler kaplamanın etkinliğini tehlikeye atabilir. Antimikrobiyal Kaplamalar: Antimikrobiyal kaplamalar, bakteri, virüs, mantar ve yosun gibi mikroorganizmaların büyümesini engellemek veya öldürmek için yüzeylere uygulanan özel malzemelerdir. Bu kaplamalar, bulaşıcı hastalıkların yayılmasına karşı ek bir koruma katmanı sağlamak ve daha temiz ve daha güvenli bir ortamın korunmasına katkıda bulunmak için tasarlanmıştır. Bu tür kaplamaları oluşturmak için farklı türde antimikrobiyal maddeler kullanılır. Gümüş uzun zamandır antimikrobiyal özellikleriyle bilinmektedir. Gümüş nanopartiküller geniş bir mikroorganizma spektrumuna karşı etkilidir ve antimikrobiyal kaplamalarda yaygın olarak kullanılır. Bakır, pirinç ve bronz gibi alaşımları da güçlü antimikrobiyal özellikler sergiler. Mikrobiyal yükü azaltmak için kaplama olarak kullanılabilir veya dokunmatik yüzeyler gibi malzemelere entegre edilebilirler. Kuaterner Amonyum Bileşikleri (QAC) ayrıca mikroorganizmaların hücre zarlarını bozarak inaktivasyonlarına yol açar. QAC’ler çeşitli antimikrobiyal kaplamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Triklosan ise çevresel kaygılar nedeniyle tartışmalı olsa da bazı antimikrobiyal kaplamalarda kullanılmaktadır. Bakteriyel yağ asidi sentezini inhibe ederek etki gösterir. Titanyum dioksit, antimikrobiyal kaplamalar oluşturmak için kullanılan bir başka maddedir. Ultraviyole ışığa maruz kaldığında, titanyum dioksit antimikrobiyal etkilere sahip olabilen reaktif oksijen türleri üretir. Bu mekanizma genellikle kendi kendini temizleyen kaplamalarda kullanılır. Antimikrobiyal kaplamalar, mikroorganizmaların yüzeylerde hayatta kalmasını ve bulaşmasını azaltarak enfeksiyonun önlenmesine katkıda bulunur. Birçok antimikrobiyal kaplama dayanıklı ve uzun ömürlü olacak şekilde tasarlanmıştır ve uzun bir süre boyunca sürekli koruma sağlar. Ayrıca, hastaneler ve kamusal alanlar gibi hijyenin hayati öneme sahip olduğu ortamlarda antimikrobiyal kaplamalar halk sağlığının korunmasında oldukça önemli bir rol oynayabilmektedir. Floropolimer Kaplamalar: Floropolimer kaplamalar, florokarbon bazlı polimerler içeren bir polimer kaplama türüdür. Bu kaplamalar üst düzey yapışmazlık özellikleri, yüksek kimyasal dirençleri ve dayanıklılıkları ile bilinirler. En iyi bilinen floropolimerlerden biri, genellikle Teflon markası altında pazarlanan politetrafloroetilendir (PTFE). Floropolimer kaplamalar üst düzey yapışmazlık özelliklerine sahiptir, bu da onları gıda, gres ve diğer malzemeler gibi maddelerin yapışmasına karşı dirençli hale getirir. Bu özellik özellikle tencere uygulamalarında önemlidir. Floropolimerler kimyasallara, asitlere ve çözücülere karşı oldukça dirençlidir. Bu direnç, onları sert kimyasallara maruz kalmanın tehlikeli olduğu ortamlarda kullanım için uygun hale getirir. Floropolimer kaplamalar yapışmazlık özelliklerini kaybetmeden yüksek sıcaklıklara da dayanabilir. Bu da onları pişirme kapları ve endüstriyel prosesler gibi ısıya maruz kalmanın yaygın olduğu uygulamalar için uygun hale getirmektedir. Floropolimer kaplamalar UV radyasyonuna ve hava koşullarına dayanıklıdır, bu nedenle dış mekan uygulamalarında da yaygın olarak kullanılırlar. Floropolimer kaplamalar ayrıca vanaların, pompaların, contaların ve kimyasal direnç gerektiren diğer ekipmanların kaplanması da dahil olmak üzere çeşitli endüstriyel uygulamalarda kullanılır.

Kullanım Alanları

Yapı Malzemeleri: Kendi kendini temizleyen kaplamalar, binaların dış yüzeylerinde temiz bir görünüm sağlamak, bakım maliyetlerini azaltmak ve yapının uzun ömürlülüğünü artırmak için kullanılır. Otomotiv: Kendi kendini temizleyen kaplamalar, görünürlüğü artırmak ve sık temizlik ihtiyacını azaltmak için araba camlarına, ön camlara ve dış yüzeylere uygulanabilir. Tüketici Elektroniği: Akıllı telefonlar ve tabletler gibi aletlerde, parmak izlerine ve lekelere karşı koymak için genellikle oleofobik kaplamalar kullanılır. Tekstil: Kendi kendini temizleyen kaplamalar, lekeleri ve sıvıları itmek için kumaşlara uygulanarak temizlenmelerini kolaylaştırır. Güneş Panelleri: Fotokatalitik kaplamalar, kiri ortadan kaldırmak ve ışık emiliminin verimliliğini artırmak için güneş panellerine uygulanabilir. Kaynaklar https://cdn2.hubspot.net/hubfs/516902/Pdf/ Attension/Application%20notes/AT-AN-03-Selfcleaning- coatings.pdf https://www.howtogeek.com/773289/what-is-anoleophobic- coating/ https://www.myphor.com/en/photocatalyticcoatings/   Hazırlayan: Murat Soygür