Väitös: Nesteitä hylkiviä nanopinnoitteita entistä tehokkaammin

Vettähylkivät pinnoitteet ovat nykyään läsnä jokapäiväisessä elämässämme. DI Janne Haapasen väitöskirja esittelee menetelmiä valmistaa vettähylkiviä pinnoitteita entistä tehokkaammin. Tutkimuksen tärkeimpänä menetelmänä on nesteliekkiruiskutus (Liquid Flame Spray, LFS), jossa nestemäisestä lähtöaineesta tuotetaan nanohiukkasia vety-happi-liekin avulla. Menetelmä on aerosolitekniikka, joten muodostuneet nanohiukkaset voidaan kerätä sellaisenaan eri pinnoille, jolloin muodostuu huokoinen nanopinnoite. Osa tutkimuksen pinnoituksista tehtiin kartongille jopa 300 m/min linjanopeudella, ns. rullalta-rullalle menetelmällä. Vastaavia nopeuksia ei ole aiemmin käytetty nanopinnoitteiden valmistamiseen.

Pinnoitteen koostumusta muuttamalla saatiin pinta vesihakuiseksi (hydrophilic) tai vettä hylkiväksi (hydrophobic). Vesihakuiset pinnoitteet ehkäisevät pintojen huurtumista ja vettä hylkivät pinnoitteet puolestaan estävät vesipisaroiden kerääntymisen pinnalle.

– Näistä molemmista löytyy käytännön sovelluksia esimerkiksi henkilöautoista. Huurtumattomat peilit ja vettä hylkivät tuulilasit ovat erittäin toivottavia ominaisuuksia jokaiseen henkilöautoon, Haapanen toteaa.

Tutkimuksen toisessa vaiheessa Haapanen yhdisti eri pinnoitusmenetelmiä ja sai pinnat  hylkimään veden lisäksi myös muita nesteitä, esimerkiksi oliiviöljyä, etyleeniglykolia ja n-heksadekaania. Nesteliekkiruiskutuksella valmistettu huokoinen nanopinnoite antoi optimaalisen rakenteen pinnoitteelle.Haapanen paransi nesteiden hylkivyyttä muokkaamalla pinnan kemiallista koostumusta plasma- ja CVD-käsittelyillä.

– Väitöskirjatutkimuksenitulokset mahdollistavat  puhtaana pysyviien pintojen ja pinnoitteiden valmistamisen entistä nopeammin ja kustannustehokkaammin. Nesteitä hylkivät pinnat pysyvät paremmin puhtaina ja tämä osaltaan vähentää pintojen puhdistukseen ja ylläpitoon käytettäviä voimavaroja, Haapanen kertoo.

Janne Haapanen on kotoisin Nokialta ja asuu nykyisin Tampereella. Tutkimustyö suoritettiin Tampereen yliopistossa Aerosolifysiikan yksikössä yhteistyössä monien kotimaisten ja ulkomaisten yliopistojen ja tutkimuslaitosten kanssa. Haapasen nykyinen työantaja on aerosolimittalaitteita valmistava Dekati Oy, jonka toimipiste sijaitsee Kangasalla.

Väitöstilaisuus perjantaina 15. syyskuuta

Diplomi-insinööri Janne Haapasen aerosolifysiikan alaan kuuluva väitöskirja Control of Wettability Using Flame Generated Multicomponent Nanoparticle Coatings tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 15. syyskuuta 2023 klo 12 alkaen Hervannan kampuksella, Tietotalon salissa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii professori Einar Kruis (University of Duisburg-Essen). Kustoksena toimii professori Jyrki Mäkelä Tampereen yliopistosta.