Nature.comን ስለጎበኙ እናመሰግናለን። የሚጠቀሙበት የአሳሽ ስሪት የተወሰነ የCSS ድጋፍ አለው። ለተሻለ ውጤት፣ የአሳሽዎን አዲስ ስሪት እንዲጠቀሙ እንመክራለን (ወይም በኢንተርኔት ኤክስፕሎረር ውስጥ የተኳኋኝነት ሁነታን ያሰናክሉ)። ይህ በእንዲህ እንዳለ፣ ቀጣይነት ያለው ድጋፍ ለማረጋገጥ፣ ጣቢያውን ያለ ቅጥ ወይም ጃቫስክሪፕት እያሳየን ነው።
ስቴሪክ አሲድ (SA) በኢነርጂ ማከማቻ መሳሪያዎች ውስጥ እንደ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁስ (PCM) ጥቅም ላይ ይውላል። በዚህ ጥናት ውስጥ የሶል-ጄል ዘዴ የSiO2 ሼል ሰርፋክታንትን ለማይክሮኮፕ ለማድረግ ጥቅም ላይ ውሏል። የተለያዩ መጠን ያላቸው SA (5፣ 10፣ 15፣ 20፣ 30 እና 50 ግራም) በ10 ሚሊ ሊትር ቴትራኢቲል ኦርቶሲሊኬት (TEOS) ውስጥ ተሸፍነዋል። የተቀናበረው ማይክሮኤንካፕሱሌትድ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁስ (MEPCM) በፉሪየር ትራንስፎርም ኢንፍራሬድ ስፔክትሮስኮፒ (FT-IR)፣ በኤክስሬይ ዲፍራክሽን (XRD)፣ በኤክስሬይ ፎቶኤሌክትሮን ስፔክትሮስኮፒ (XPS) እና በስካኒንግ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ (SEM) ተለይቶ ይታወቃል። የባህሪ ውጤቶቹ SA በSiO2 በተሳካ ሁኔታ ተሸፍኗል። የቴርሞግራቪሜትሪክ ትንተና (TGA) MEPCM ከCA የተሻለ የሙቀት መረጋጋት እንዳለው አሳይቷል። ዲፈረንሻል ስካን ካሎሪሜትሪ (DSC) በመጠቀም የMEPCM የኢንታልፒ እሴት ከ30 የማሞቂያ-ማቀዝቀዣ ዑደቶች በኋላም እንኳ እንዳልተለወጠ ተገኝቷል። ከሁሉም ማይክሮ-ታፕ የተሸፈኑ ናሙናዎች መካከል፣ MEPCM የያዙ 50 ግራም SA ከፍተኛውን ድብቅ የማቅለጥ እና የማጠናከሪያ ሙቀት ነበረው፣ ይህም በቅደም ተከተል 182.53 J/g እና 160.12 J/g ነበር። የጥቅሉ ውጤታማነት እሴት የተሰላው የሙቀት መረጃን በመጠቀም ሲሆን ለተመሳሳይ ናሙና ከፍተኛው ብቃት ተገኝቷል ይህም 86.68% ነበር።
በግንባታ ኢንዱስትሪ ውስጥ ጥቅም ላይ ከሚውለው ኃይል ውስጥ በግምት 58% የሚሆነው ህንፃዎችን ለማሞቅ እና ለማቀዝቀዝ ይውላል1. ስለዚህ በጣም አስፈላጊው ነገር የአካባቢ ብክለትን ግምት ውስጥ የሚያስገቡ ቀልጣፋ የኃይል ስርዓቶችን መፍጠር ነው። የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶችን (PCM) የሚጠቀም ድብቅ የሙቀት ቴክኖሎጂ በዝቅተኛ የሙቀት መለዋወጥ ከፍተኛ ኃይልን ሊያከማች ይችላል3,4,5,6 እና እንደ የሙቀት ማስተላለፊያ፣ የፀሐይ ኃይል ማከማቻ፣ የአየር ማራዘሚያ እና የአየር ማቀዝቀዣ ባሉ መስኮች በስፋት ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል7,8,9። PCM በቀን ውስጥ ከህንፃ ውጫዊ ክፍሎች የሙቀት ኃይልን ይወስዳል እና በሌሊት ኃይል ይለቃል10. ስለዚህ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶች እንደ የሙቀት ኃይል ማከማቻ ቁሳቁሶች ይመከራሉ። በተጨማሪም፣ እንደ ጠንካራ-ጠንካራ፣ ጠንካራ-ፈሳሽ፣ ፈሳሽ-ጋዝ እና ጠንካራ-ጋዝ11 ያሉ የተለያዩ የፒሲኤም አይነቶች አሉ። ከእነዚህም መካከል በጣም ታዋቂ እና በተደጋጋሚ ጥቅም ላይ የሚውሉ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶች ጠንካራ-ጠንካራ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶች እና ጠንካራ-ፈሳሽ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶች ናቸው። ሆኖም፣ በፈሳሽ-ጋዝ እና ጠንካራ-ጋዝ የደረጃ ሽግግር ቁሳቁሶች ከፍተኛ መጠን ለውጦች ምክንያት አተገባበራቸው በጣም ከባድ ነው።
ፒሲኤም በባህሪያቱ ምክንያት የተለያዩ አፕሊኬሽኖች አሉት፡ ከ15°ሴ በታች ባለው የሙቀት መጠን የሚቀልጡት በአየር ማቀዝቀዣ ስርዓቶች ውስጥ ቀዝቃዛ ሙቀትን ለመጠበቅ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ፣ እና ከ90°ሴ በላይ ባለው የሙቀት መጠን የሚቀልጡት እሳትን ለመከላከል በማሞቂያ ስርዓቶች ውስጥ ጥቅም ላይ ሊውሉ ይችላሉ12. በአተገባበሩ እና በማቅለጫ ነጥብ ክልል ላይ በመመስረት፣ የተለያዩ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶች ከተለያዩ ኦርጋኒክ እና ኢኦርጋኒክ ኬሚካሎች ተፈጥረዋል13፣14፣15። ፓራፊን ከፍተኛ ድብቅ ሙቀት፣ የማይበላሽ፣ ደህንነት እና ሰፊ የማቅለጫ ነጥብ ክልል ያለው በብዛት ጥቅም ላይ የሚውለው የደረጃ ለውጥ ቁሳቁስ ነው16፣17፣18፣19፣20፣21።
ይሁን እንጂ፣ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶች ዝቅተኛ የሙቀት አማቂነት በመኖሩ፣ በደረጃ ለውጥ ሂደት ውስጥ የመሠረት ቁሱ መፍሰስን ለመከላከል በሼል (በውጭ ንብርብር) ውስጥ መጠቅለል አለባቸው። በተጨማሪም፣ የአሠራር ስህተቶች ወይም ውጫዊ ግፊት የውጪውን ንብርብር (መሸፈኛ) ሊጎዱ ይችላሉ፣ እና የቀለጠው የደረጃ ለውጥ ቁሳቁስ ከግንባታ ቁሳቁሶች ጋር ምላሽ ሊሰጥ ይችላል፣ ይህም የተከተቱ የብረት አሞሌዎችን ዝገት ያስከትላል፣ በዚህም የህንፃውን የአገልግሎት አቅም ይቀንሳል23። ስለዚህ፣ ከላይ የተጠቀሱትን ችግሮች ሊፈታ የሚችል በቂ የሼል ቁሳቁስ በመጠቀም የተሸፈኑ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶችን ማዋሃድ አስፈላጊ ነው24።
የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶችን ማይክሮክፕሱሌሽን የሙቀት ማስተላለፍን ውጤታማ በሆነ መንገድ ሊጨምር እና የአካባቢ ምላሽን ሊቀንስ እና የመጠን ለውጦችን ሊቆጣጠር ይችላል። ለፒሲኤም ኢንካፕሱሌሽን የተለያዩ ዘዴዎች ተዘጋጅተዋል፣ እነሱም ኢንተርፌሻል ፖሊሜራይዜሽን25,26,27,28፣ በቦታ ፖሊሜራይዜሽን29,30,31,32፣ coacervation33,34,35 እና ሶል-ጄል ሂደቶች36,37,38,39። ፎርማልዴይድ ሙጫ ለማይክሮክፕሱሌሽን40,41,42,43 ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። ሜላሚን-ፎርማልዴይድ እና ዩሪያ-ፎርማልዴይድ ሙጫዎች እንደ ቅርፊት ቁሳቁሶች ጥቅም ላይ ይውላሉ፣ እነዚህም ብዙውን ጊዜ በሚሰሩበት ጊዜ መርዛማ ፎርማልዴይድ ያመነጫሉ። ስለዚህ፣ እነዚህ ቁሳቁሶች በማሸጊያ ሂደቶች ውስጥ ጥቅም ላይ እንዳይውሉ የተከለከሉ ናቸው። ሆኖም፣ ለአካባቢ ተስማሚ የሆኑ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶች በፋቲ አሲዶች እና ሊንኒን 44 ላይ በተመሰረቱ ድቅል ናኖካፕሱሎች ሊመረቱ ይችላሉ።
ዣንግ እና ሌሎች 45 እና ሌሎችም ከቴትራኤቲል ኦርቶሲሊኬት ላውሪክ አሲድን አዋህደው የሜቲልትሪቶክሲሲላን ከቴትራኤቲል ኦርቶሲሊኬት ጋር ያለው የድምጽ መጠን ጥምርታ ሲጨምር፣ ድብቅ ሙቀት እየቀነሰ እና የገጽታ ሃይድሮፎቢቲዝም እየጨመረ ሲሄድ፣ ድብቅ ሙቀት እየቀነሰ እና የገጽታ ሃይድሮፎቢቲቲ እየጨመረ እንደሚሄድ ደምድመዋል። ላውሪክ አሲድ ለካፖክ ፋይበር እምቅ እና ውጤታማ የሆነ ዋና ቁሳቁስ ሊሆን ይችላል46። በተጨማሪም፣ ላቲባሪ እና ሌሎች 47 TiO2ን እንደ ቅርፊት ቁሳቁስ በመጠቀም ስቴሪክ አሲድ ላይ የተመሰረቱ ፒሲኤምዎችን አዋህደዋል። ዙ እና ሌሎችም n-ኦክታዴካን እና ሲሊኮን ናኖካፕሱሎችን እንደ እምቅ ፒሲኤምዎች 48 አዘጋጅተዋል። ከጽሑፎቹ ግምገማ፣ ውጤታማ እና የተረጋጋ ማይክሮ-የተሸፈኑ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶችን ለመፍጠር የሚመከርውን መጠን ለመረዳት አስቸጋሪ ነው።
ስለዚህ፣ ደራሲዎቹ እንደሚያውቁት፣ ለማይክሮክካፕሱሌሽን የሚውለው የደረጃ ለውጥ ቁሳቁስ መጠን ቀልጣፋ እና የተረጋጋ ማይክሮክካፕሱሌሽን የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶችን ለማምረት አስፈላጊ መለኪያ ነው። የተለያዩ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶችን መጠቀም የማይክሮክካፕሱሌሽን የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶችን የተለያዩ ባህሪያት እና መረጋጋት እንድናብራራ ያስችለናል። ስቴሪክ አሲድ (ቅባት አሲድ) ከፍተኛ የኢንታልፒ እሴት (~200 J/g) ስላለው እና እስከ 72 °C የሙቀት መጠንን መቋቋም ስለሚችል ለአካባቢ ተስማሚ፣ ለህክምና አስፈላጊ እና ኢኮኖሚያዊ ንጥረ ነገር ነው። በተጨማሪም፣ SiO2 ተቀጣጣይ አይደለም፣ ከፍተኛ የሜካኒካል ጥንካሬ፣ የሙቀት ማስተላለፊያ እና ለዋና ቁሳቁሶች የተሻለ የኬሚካል መቋቋም ይሰጣል፣ እና በግንባታ ላይ እንደ ፖዞላኒክ ቁሳቁስ ሆኖ ያገለግላል። ሲሚንቶ ከውሃ ጋር ሲቀላቀል፣ በደንብ ያልተሸፈኑ PCMs በሜካኒካል ብልሽት እና በግዙፍ የኮንክሪት መዋቅሮች ውስጥ በሚመነጩ ከፍተኛ የሙቀት መጠኖች (የእርጥበት ሙቀት) ምክንያት ሊሰነጠቅ ይችላል። ስለዚህ፣ የማይክሮክካፕሱሌሽን CA ከSiO2 ቅርፊት ጋር መጠቀም ይህንን ችግር ሊፈታ ይችላል። ስለዚህ የዚህ ጥናት ዓላማ በግንባታ አፕሊኬሽኖች ውስጥ በሶል-ጄል ሂደት የተዋሃዱ የፒሲኤምዎች አፈጻጸም እና ቅልጥፍናን መመርመር ነበር። በዚህ ሥራ፣ በሲኦ2 ዛጎሎች ውስጥ የተካተቱ 5፣ 10፣ 15፣ 20፣ 30 እና 50 ግራም የተለያዩ መጠን ያላቸውን የSA መጠን (እንደ መሰረታዊ ቁሳቁስ) በስርዓት አጥንተናል። በ10 ሚሊ ሊትር መጠን ውስጥ የተወሰነ መጠን ያለው ቴትራኢቲሎርቶሲሊኬት (TEOS) የSiO2 ሼል ለመፈጠር እንደ ቅድመ-መፍትሄ ጥቅም ላይ ውሏል።
እንደ ዋናው ቁሳቁስ ምላሽ ሰጪ ደረጃ ስቴሪክ አሲድ (SA፣ C18H36O2፣ የማቅለጫ ነጥብ፡ 72°C) የተገዛው ከዳጁንግ ኬሚካል እና ሜታልስ ኩባንያ፣ ሊሚትድ፣ ግዮንግጊ-ዶ፣ ደቡብ ኮሪያ ነው። ቴትራኢቲሎርቶሲሊኬት (TEOS፣ C8H20O4Si) እንደ ቅድመ-መፍትሄ ከአክሮስ ኦርጋኒክስ፣ ጌል፣ ቤልጂየም ተገዝቷል። በተጨማሪም፣ ፍጹም ኤታኖል (EA፣ C2H5OH) እና ሶዲየም ላውረል ሰልፌት (SLS፣ C12H25NaO4S) ከዳጁንግ ኬሚካል እና ሜታልስ ኩባንያ፣ ሊሚትድ፣ ግዮንግጊ-ዶ፣ ደቡብ ኮሪያ የተገዙ ሲሆን እንደ መሟሟቶች እና እንደ ሰርፋክታንት በቅደም ተከተል ጥቅም ላይ ውለዋል። የተፈጨ ውሃ እንደ መሟሟት ጥቅም ላይ ይውላል።
የተለያዩ የSA መጠኖች በ800 rpm እና 75°C ለ1 ሰዓት በማግኔት ማነቃቂያ በመጠቀም በ100 ሚሊ ሊትር የተቀዳ ውሃ ውስጥ ከተለያዩ የሶዲየም ላውሪል ሰልፌት (SLS) መጠን ጋር ተቀላቅለዋል (ሠንጠረዥ 1)። የSA ኢሙሌሽንስ በሁለት ቡድን ተከፍሏል፡ (1) 5፣ 10 እና 15 ግራም የSA ኢሙሌሽንስ በ100 ሚሊ ሊትር የተቀዳ ውሃ ውስጥ ከ0.10 ግራም የSLS ጋር ተቀላቅለዋል (SATEOS1፣ SATEOS2 እና SATEOS3)፣ (2) 20፣ 30 እና 50 ግራም የSA ኢሙሌሽንስ ከ0.15 ጋር ተቀላቅለዋል፣ 0.20 እና 0.25 ግራም የSLS ኢሙሌሽንስ ከ100 ሚሊ ሊትር የተቀዳ ውሃ (SATEOS4፣ SATEOS5 እና SATEOS6) ጋር ተቀላቅለዋል። 0.10 ግራም የSLS ኢሙሌሽንስን ለመፍጠር ከ5፣ 10 እና 15 ግራም የSA ኢሙሌሽንስ ጋር ጥቅም ላይ ውሏል። በመቀጠልም፣ ለSATEOS4፣ SATEOS5 እና SATEOS6 የSLS ብዛት እንዲጨምር ሀሳብ ቀርቧል። ሠንጠረዥ 1 የተረጋጋ የኢሙል መፍትሄዎችን ለማግኘት ጥቅም ላይ የዋሉትን የCA እና የ SLS ጥምርታ ያሳያል።
10 ሚሊ ሊትር TEOS፣ 10 ሚሊ ሊትር ኤታኖል (EA) እና 20 ሚሊ ሊትር የተጣራ ውሃ በ100 ሚሊ ሊትር ቢከር ውስጥ ያስቀምጡ። የተለያዩ የSA እና SiO2 ዛጎሎች ጥምርታዎችን የመክተት ውጤታማነት ለማጥናት የሁሉም ናሙናዎች የውህደት ኮፊሸንት ተመዝግቧል። ድብልቁ በ400 rpm እና 60°ሴ ለ1 ሰዓት በማግኔቲክ ማነቃቂያ ተቀላቅሏል። ከዚያም የቅድመ-መፍትሄው መፍትሄ ወደተዘጋጀው SA emulsion ወደ ታች ተወስዶ ተጨምሮ በ800 rpm እና 75°ሴ ለ2 ሰዓታት በብርቱ ተቀላቅሎ ነጭ ዱቄት ለማግኘት ተጣርቶ ተጣራ። ነጭው ዱቄት የቀረውን SA ለማስወገድ በተጣራ ውሃ ታጥቦ ለ24 ሰዓታት በ45°ሴ በቫክዩም ምድጃ ውስጥ ደርቋል። በዚህም ምክንያት የSiO2 ቅርፊት ያለው ማይክሮካፕሱድ SC ተገኝቷል። ማይክሮካፕሱድ SA የማዋሃድ እና የማዘጋጀት አጠቃላይ ሂደት በስእል 1 ላይ ይታያል።
የSiO2 ቅርፊት ያላቸው የSA ማይክሮካፕሱሎች በሶል-ጄል ዘዴ ተዘጋጅተዋል፣ እና የማሸጊያ ዘዴያቸው በምስል 2 ላይ ይታያል። የመጀመሪያው እርምጃ SLSን እንደ ሰርፋክታንት ባለው የውሃ መፍትሄ ውስጥ የSA ኢሙልሽን ማዘጋጀትን ያካትታል። በዚህ ሁኔታ የSA ሞለኪውል ሃይድሮፎቢክ ጫፍ ከ SLS ጋር ይያያዛል፣ እና ሃይድሮፊሊክ ጫፍ ከውሃ ሞለኪውሎች ጋር ይያያዛል፣ የተረጋጋ ኢሙልሽን ይፈጥራል። ስለዚህ፣ የSLS ሃይድሮፎቢክ ክፍሎች ይጠበቃሉ እና የSA ጠብታውን ወለል ይሸፍኑታል። በሌላ በኩል፣ የTEOS መፍትሄዎች ሃይድሮላይዝስ በውሃ ሞለኪውሎች ቀስ በቀስ ይከሰታል፣ ይህም ኤታኖል ባለበት ሃይድሮላይዝድ TEOS እንዲፈጠር ያደርጋል (ምስል 2a) 49,50,51። ሃይድሮላይዝድ TEOS የጤዛ ምላሽ ያካሂዳል፣ በዚህ ጊዜ n-ሃይድሮላይዝድ TEOS የሲሊካ ክላስተሮችን ይፈጥራል (ምስል 2ለ)። የሲሊካ ክላስተሮች በ SLS ፊት በSA52 ተሸፍነዋል (ምስል 2c)፣ ይህም ማይክሮኢንካፕሱሌሽን ሂደት ይባላል።
የሲኦ2 ቅርፊት ያለው የሲኤ ማይክሮክካፕሱሌሽን ንድፍ (ሀ) የቲኦኤስ ሃይድሮሊሲስ (ለ) የሃይድሮሊዛት ጤዛ እና (ሐ) የሲኦ2 ቅርፊት ያለው የሲኤ ምህጻረ ቃል።
የጅምላ SA እና ማይክሮ-ኢንካፕሱትድ SA የኬሚካል ትንተና የተካሄደው በፉሪየር ትራንስፎርም ኢንፍራሬድ ስፔክትሮሜትር (FT-IR፣ Perkin Elmer UATR Two፣ USA) ሲሆን ስፔክትራዎች ከ500 እስከ 4000 ሴ.ሜ-1 ባለው ክልል ውስጥ ተመዝግበዋል።
የኤክስሬይ ዲፍራክቶሜትር (XRD፣ D/MAX-2500፣ ሪጋኩ፣ ጃፓን) የጅምላ SA ደረጃዎችን እና የማይክሮካፕሱል ቁሳቁሶችን ለመተንተን ጥቅም ላይ ውሏል። የኤክስሬይ መዋቅራዊ ቅኝት በ2θ = 5°–95° ክልል ውስጥ በ4°/ደቂቃ የፍተሻ ፍጥነት፣ የኩ-ካፋ ጨረር (λ = 1.541 Å)፣ የአሠራር ሁኔታዎች፣ በተከታታይ የፍተሻ ሁነታ ተካሂዷል። የኤክስሬይ ምስሎች የተገነቡት በሁሉም ናሙናዎች ውስጥ ከ50° በኋላ ምንም ጫፍ ስላልታየ በ2θ = 5–50° ክልል ውስጥ ነው።
የኤክስሬይ ፎቶኤሌክትሮን ስፔክትሮስኮፒ (XPS፣ Scienta Omicron R3000፣ USA) የተከናወነው የጅምላ SA ኬሚካላዊ ሁኔታን እንዲሁም በማሸጊያ ቁሳቁስ ውስጥ ያሉትን ንጥረ ነገሮች ለመረዳት እንደ ኤክስሬይ ምንጭ አል Kα (1486.6 eV) በመጠቀም ነው። የተሰበሰበው የXPS ስፔክትራ ከ C1s ጫፍ ጋር በውጫዊ ካርቦን (የማሰሪያ ኃይል 284.6 eV) ተስተካክሏል። የሸርሊ ዘዴን በመጠቀም የጀርባ ማስተካከያ ከተደረገ በኋላ የእያንዳንዱ ኤለመንት ከፍተኛ ጥራት ያላቸው ጫፎች ተወግደው በ CASA XPS ሶፍትዌር በመጠቀም ከ Gaussian/Lorentzian ተግባራት ጋር ተገጥመዋል።
የጅምላ SC እና የማይክሮ ኤንድኬፕሱሌትድ SC ሞርፎሎጂ በ15 ኪ.ቮ ሃይል-የሚበተን ኤክስሬይ ስፔክትሮስኮፒ (EDS) የተገጠመለት የስካኒንግ ኤሌክትሮን ማይክሮስኮፒ (SEM፣ MIRA3፣ TESCAN፣ Brno፣ ቼክ ሪፐብሊክ) በመጠቀም ተመርምሯል። የSEM ምስል ከመታየቱ በፊት፣ ናሙናዎቹ የኃይል መሙያ ውጤቶችን ለማስወገድ በፕላቲነም (Pt) ተሸፍነዋል።
የሙቀት ባህሪያት (የመቅለጥ/የማጠንከሪያ ነጥብ እና ድብቅ ሙቀት) እና አስተማማኝነት (የሙቀት ዑደት) የሚወሰኑት በ40°ሴ 10°ሴ/ደቂቃ እና 90°ሴ በተከታታይ የናይትሮጅን ማጽዳት በዲፈረንሻል ስካን ካሎሪሜትሪ (DSC፣ TA Instrument፣ Discovery DSC፣ Newcastle፣ USA) የማሞቂያ/የማቀዝቀዣ መጠን በ10°ሴ/ደቂቃ እና 90°ሴ በተከታታይ የናይትሮጅን ማጽዳት መጠን ነው። የክብደት መቀነስ ትንተና የተካሄደው ከ40-600°ሴ ባለው የሙቀት መጠን እና 10°ሴ/ደቂቃ የማሞቂያ መጠን ባለው የናይትሮጅን ፍሰት በTGA አናላይዘር (TA Instrument፣ Discovery TGA፣ New Castle፣ USA) በመጠቀም ነው።
ምስል 3 የጅምላ SC FTIR ስፔክትራ እንዲሁም ማይክሮ-ኢንካፕሱድ SC (SATEOS1፣ SATEOS2፣ SATEOS3፣ SATEOS4፣ SATEOS5 እና SATEOS6) ያሳያል። የመምጠጥ ጫፎች በሁሉም ናሙናዎች (SA እንዲሁም ማይክሮ-ኢንካፕሱድ SA) ውስጥ በ2910 ሴ.ሜ-1 እና 2850 ሴ.ሜ-1 በቅደም ተከተል በ-CH3 እና -CH2 ቡድኖች ሲሜትሪክ የመለጠጥ ንዝረቶች ምክንያት ተደርገው ይወሰዳሉ፣ 10,50። በ1705 ሴ.ሜ-1 ላይ ያለው ጫፍ ከC=O ትስስር ንዝረት ዝርጋታ ጋር ይዛመዳል። በ1470 ሴ.ሜ-1 እና 1295 ሴ.ሜ-1 ላይ ያሉት ጫፎች በ-OH ተግባራዊ ቡድን ውስጥ ባለው የታጠፈ ንዝረት ምክንያት ተደርገው ይወሰዳሉ፣ በ940 ሴ.ሜ-1 እና 719 ሴ.ሜ-1 ላይ ያሉት ጫፎች ደግሞ በቅደም ተከተል ከ-OH ቡድን ውስጥ ካለው ንዝረት እና ምርት ጋር ይዛመዳሉ። -ፕላን ዲፎርሜሽን ንዝረት - OH ቡድን ጋር ይዛመዳሉ። በሁሉም ማይክሮ-ካፕሱል SA ውስጥ በ2910፣ 2850፣ 1705፣ 1470፣ 1295፣ 940 እና 719 ሴ.ሜ-1 ላይ የSA የመምጠጥ ጫፎችም ታይተዋል። በተጨማሪም፣ በSA ማይክሮካፕሱል ውስጥ የSi-O-Si ባንድ አንቲሲሜትሪክ የመለጠጥ ንዝረት ጋር የሚዛመድ በ1103 ሴ.ሜ-1 አዲስ የተገኘ ጫፍ ታይቷል። የFT-IR ውጤቶቹ ከዩዋን እና ሌሎችም ጋር የሚጣጣሙ ናቸው። በአሞኒያ/ኤታኖል ጥምርታ ውስጥ ማይክሮ-ካፕሱል SA በተሳካ ሁኔታ አዘጋጅተው በSA እና SiO2 መካከል ምንም አይነት የኬሚካል መስተጋብር እንዳልተከሰተ አረጋግጠዋል። የአሁኑ የFT-IR ጥናት ውጤቶች እንደሚያሳዩት የSiO2 ቅርፊት በኮንደንሴሽን ሂደት እና በሃይድሮላይዝድ TEOS ፖሊሜራይዜሽን አማካኝነት SA (ኮር) በተሳካ ሁኔታ እንደተዘጋ ያሳያል። ዝቅተኛ የSA ይዘት ሲኖር፣ የSi-O-Si ባንድ ከፍተኛ ጥንካሬ ከፍ ያለ ነው (ምስል 3ለ-መ)። የSA መጠን ከ15 ግራም በላይ ሲጨምር፣ የጫፉ ጥንካሬ እና የSi-O-Si ባንድ መስፋፋት ቀስ በቀስ እየቀነሰ ይሄዳል፣ ይህም በSA ወለል ላይ ቀጭን የSiO2 ንብርብር መፈጠሩን ያሳያል።
የ(a) SA፣ (b) SATEOS1፣ (c) SATEOS2፣ (d) SATEOS3፣ (e) SATEOS4፣ (f) SATEOS5 እና (g) SATEOS6 የFTIR ስፔክትራ።
የጅምላ SA እና ማይክሮ-ኢንካፕሱሌትድ SA የXRD ቅጦች በስእል 4 ላይ ይታያሉ። የXRD ጫፎች በ2θ = 6.50° (300)፣ 10.94° (500)፣ 15.46° (700)፣ 20.26° \((\overline {5}በJCPDS ቁጥር 0381923፣ 02)\)፣ 21.42° በሁሉም ናሙናዎች (311)፣ 24.04° (602) እና 39.98° (913) ውስጥ ለSA ይመደባሉ። እንደ ሰርፋክታንት (SLS)፣ ሌሎች የቀሩ ንጥረ ነገሮች እና የSiO250 ማይክሮኢንካፕሱሌሽን ባሉ እርግጠኛ ባልሆኑ ምክንያቶች ምክንያት ከጅምላ CA ጋር መዛባት እና ሃይብሪዲቲ። መክተት ከተከሰተ በኋላ የዋናዎቹ ጫፎች (300)፣ (500)፣ (311) እና (602) ጥንካሬ ከጅምላ CA ጋር ሲነጻጸር ቀስ በቀስ እየቀነሰ ይሄዳል፣ ይህም የናሙናው ክሪስታሊኒቲ መጠን መቀነስን ያሳያል።
የXRD ቅጦች (ሀ) SA፣ (ለ) SATEOS1፣ (ሐ) SATEOS2፣ (መ) SATEOS3፣ (ሠ) SATEOS4፣ (ረ) SATEOS5 እና (ግ) SATEOS6።
የSATEOS1 ጥንካሬ ከሌሎች ናሙናዎች ጋር ሲነጻጸር በከፍተኛ ሁኔታ ይቀንሳል። በሁሉም ማይክሮ-ታንክሼድ ... SiO2 በተፈጥሮው አሞርፎስ ነው፣ ስለዚህ ከ2θ = 19° እስከ 25° የሚታዩት ጫፎች ጉብታ እና ማስፋፋት53 አላቸው (ምስል 4b–g)፣ ይህም አሞርፎስ SiO252 መኖሩን ያረጋግጣል። የማይክሮ-የተሸፈነው SA ዝቅተኛ የዳይፍራክሽን ጫፍ ጥንካሬ የሚከሰተው በሲሊካ ውስጠኛ ግድግዳ ኒውክሊየሽን ተጽእኖ እና ውስን የክሪስታላይዜሽን ባህሪ49 ምክንያት ነው። ዝቅተኛ የSA ይዘት ሲኖር፣ በSA ውጫዊ ገጽ ላይ በብዛት የሚዋጥ ከፍተኛ መጠን ያለው TEOS በመኖሩ ወፍራም የሲሊካ ቅርፊት እንደሚፈጠር ይታመናል። ሆኖም፣ የSA መጠን ሲጨምር፣ በኢሙሌሽን መፍትሄ ውስጥ ያሉት የSA ጠብታዎች የወለል ስፋት ይጨምራል እና ለትክክለኛው መጠቅለያ ተጨማሪ TEOS ያስፈልጋል። ስለዚህ፣ ከፍ ያለ የSA ይዘት ሲኖር፣ በFT-IR ውስጥ ያለው የSiO2 ጫፍ ይጨመቃል (ምስል 3)፣ እና በXRF ውስጥ ከ2θ = 19–25° አካባቢ ያለው የዲፍራክሽን ጫፍ ጥንካሬ ይቀንሳል እና መስፋፋቱም ይቀንሳል። አይታይም። ሆኖም ግን፣ በስእል 4 ላይ እንደሚታየው፣ የSA መጠን ከ5 ግራም (SATEOS1) ወደ 50 ግራም (SATEOS6) እንደጨመረ፣ ጫፎቹ ከጅምላ SA ጋር በጣም ይቀራረባሉ፣ እና በ(700) ላይ ያለው ጫፍ ከሁሉም የከፍተኛ ጥንካሬዎች ጋር ይታያል። ይህ ውጤት ከFT-IR ውጤቶች ጋር ይዛመዳል፣ የSiO2 SATEOS6 ጫፍ ጥንካሬ በ1103 ሴ.ሜ-1 ይቀንሳል (ምስል 3ግ)።
በSA፣ SATEOS1 እና SATEOS6 ውስጥ የሚገኙት የንጥረ ነገሮች ኬሚካላዊ ሁኔታዎች በስእል 1 እና 2 ይታያሉ። ስእል 5፣ 6፣ 7 እና 8 እና ሠንጠረዥ 2። ለጅምላ SA፣ SATEOS1 እና SATEOS6 የመለኪያ ስካን በምስል 5 ላይ ይታያል፣ እና ለC 1ዎች፣ O 1ዎች እና Si 2p ከፍተኛ ጥራት ስካን በቅደም ተከተል በስእል 5፣ 6፣ 7 እና 8 እና ሠንጠረዥ 2 ላይ ይታያል። በXPS የተገኙት የማሰሪያ የኃይል እሴቶች በሰንጠረዥ 2 ውስጥ ተጠቃለዋል። ከስእል 5 እንደሚታየው፣ የSiO2 ቅርፊት ማይክሮኮፕሽን በተከሰተባቸው በSATEOS1 እና SATEOS6 ውስጥ ግልጽ የሆኑ የSi 2s እና Si 2p ጫፎች ታይተዋል። ቀደም ሲል ተመራማሪዎች ተመሳሳይ የSi 2s ጫፍ በ155.1 eV54 ሪፖርት አድርገዋል። በSATEOS1 (ምስል 5ለ) እና SATEOS6 (ምስል 5ሐ) ውስጥ የSi ጫፎች መኖራቸው የFT-IR (ምስል 3) እና XRD (ምስል 4) መረጃዎችን ያረጋግጣል።
በስእል 6 ሀ ላይ እንደሚታየው፣ የጅምላ SA C 1ዎች በማሰሪያ ኃይል ውስጥ ሦስት የተለያዩ የCC፣ የሊፋቲክ እና የO=C=O ጫፎች አሏቸው፣ እነዚህም በቅደም ተከተል 284.5 eV፣ 285.2 eV እና 289.5 eV ናቸው። የC–C፣ የሊፋቲክ እና የO=C=O ጫፎች በSATEOS1 (ምስል 6b) እና SATEOS6 (ምስል 6c) ውስጥ ታይተዋል እና በሰንጠረዥ 2 ውስጥ ተጠቃለዋል። ከዚህ በተጨማሪ፣ የC 1s ጫፍ በ283 .1 eV (SATEOS1) እና 283.5 eV (SATEOS6) ላይ ካለው ተጨማሪ የSi-C ጫፍ ጋር ይዛመዳል። ለC–C፣ ለሊፋቲክ፣ ለO=C=O እና ለSi–C የተመለከትናቸው የማሰሪያ ጉልበቶቻችን ከሌሎች ምንጮች ጋር በጥሩ ሁኔታ ይጣጣማሉ55,56።
የO 1 SA፣ SATEOS1 እና SATEOS6 የXPS ስፔክትራ በቅደም ተከተል በስዕሎች 7a–c ላይ ይታያሉ። የጅምላ SA O 1s ጫፍ የተወገደ ሲሆን ሁለት ጫፎች አሉት፤ እነሱም C=O/C–O (531.9 eV) እና C–O–H (533.0 eV) ሲሆኑ የSATEOS1 እና SATEOS6 O 1 ወጥነት ያላቸው ናቸው። ሶስት ጫፎች ብቻ አሉ፡ C=O/C–O፣ C–O–H እና Si–OH55,57,58። በSATEOS1 እና SATEOS6 ውስጥ ያለው የO 1s ማያያዣ ኃይል ከጅምላ SA ጋር ሲነጻጸር በትንሹ ይለወጣል፣ ይህም በቅርፊቱ ቁሳቁስ ውስጥ SiO2 እና Si-OH በመኖሩ ምክንያት በኬሚካላዊ ክፍልፋዩ ላይ ካለው ለውጥ ጋር የተያያዘ ነው።
የSATEOS1 እና SATEOS6 የSi 2p XPS ስፔክትራ በቅደም ተከተል በምስል 8a እና b ላይ ይታያሉ። በጅምላ CA ውስጥ፣ Si 2p በSiO2 አለመኖር ምክንያት አልታየም። የSi 2p ጫፍ ለSATEOS1 105.4 eV እና ለSATEOS6 105.0 eV ጋር ይዛመዳል፣ ይህም ከSi-O-Si ጋር ይዛመዳል፣ የSATEOS1 ጫፍ 103.5 eV እና የSATEOS6 ጫፍ 103.3 eV ሲሆን ይህም ከSi-OH55 ጋር ይዛመዳል። በSATEOS1 እና SATEOS6 ውስጥ የSi-O-Si እና Si-OH ጫፍ መገጣጠም በSA ኮር ወለል ላይ የSiO2 ስኬታማ ማይክሮኢንካፕሽን አሳይቷል።
የማይክሮ-ካርፕሱልድ ቁስ ሞርፎሎጂ በጣም አስፈላጊ ነው፣ ይህም የመሟሟት፣ የመረጋጋት፣ የኬሚካል ምላሽ፣ የፍሰት አቅም እና ጥንካሬን ይነካል59። ስለዚህ፣ በምስል 9 ላይ እንደሚታየው የጅምላ SA (100×) እና የማይክሮ-ካርፕሱልድ SA (500×) ሞርፎሎጂን ለመለየት SEM ጥቅም ላይ ውሏል። ከምስል 9a እንደሚታየው፣ የSA ብሎክ ሞላላ ቅርጽ አለው። የቅንጣቱ መጠን ከ500 ማይክሮን ይበልጣል። ሆኖም፣ የማይክሮ-ካርፕሱል ሂደት ከቀጠለ፣ በምስል 9 b–g ላይ እንደሚታየው ሞርፎሎጂው በከፍተኛ ሁኔታ ይለወጣል።
የSEM ምስሎች (a) SA (×100)፣ (b) SATEOS1፣ (c) SATEOS2፣ (d) SATEOS3፣ (e) SATEOS4፣ (f) SATEOS5 እና (g) SATEOS6 በ ×500።
በSATEOS1 ናሙና ውስጥ፣ ሻካራ ወለል ያላቸው ትናንሽ ባለ አራት ማዕዘን ቅርጽ ያላቸው የSiO2-የተጠቀለሉ የSA ቅንጣቶች ተስተውለዋል (ምስል 9ለ)፣ ይህም በSA ወለል ላይ የTEOS ሃይድሮሊሲስ እና ኮንደንሴሽን ፖሊሜራይዜሽን ምክንያት ሊሆን ይችላል፣ ይህም የኢታኖል ሞለኪውሎች ፈጣን ስርጭትን ያፋጥናል። በዚህም ምክንያት፣ የSiO2 ቅንጣቶች ይቀመጣሉ እና የመዋሃድ ሂደት ይታያል52,60። ይህ የSiO2 ቅርፊት ለማይክሮ-ታሸጉ የCA ቅንጣቶች ሜካኒካል ጥንካሬ ይሰጣል እንዲሁም በከፍተኛ ሙቀት የቀለጠ CA መፍሰስን ይከላከላል10። ይህ ውጤት SiO2 የያዙ የSA ማይክሮካፕሱሎች እንደ እምቅ የኃይል ማከማቻ ቁሳቁሶች61 ሊያገለግሉ እንደሚችሉ ያሳያል። ከምስል 9b እንደሚታየው፣ የSATEOS1 ናሙና SAን የሚያጠቃልል ወፍራም የSiO2 ንብርብር ያለው ወጥ የሆነ የቅንጣት ስርጭት አለው። የማይክሮ-ታሸጉ SA (SATEOS1) የቅንጣት መጠን በግምት 10-20 μm ነው (ምስል 9ለ)፣ ይህም በዝቅተኛ የSA ይዘት ምክንያት ከጅምላ SA ጋር ሲነጻጸር በእጅጉ ያነሰ ነው። የማይክሮካፕሱል ንብርብር ውፍረት የሚከሰተው የቅድመ-ቀዳሚው መፍትሄ ሃይድሮሊሲስ እና ኮንደንሴሽን ፖሊሜራይዜሽን በመኖሩ ነው። አግግሎሜሽን የሚከሰተው በዝቅተኛ የSA መጠን ማለትም እስከ 15 ግራም (ምስል 9ለ-መ) ነው፣ ነገር ግን መጠኑ እንደጨመረ፣ አግግሎሜሽን አይታይም፣ ነገር ግን በግልጽ የተገለጹ ሉላዊ ቅንጣቶች ይታያሉ (ምስል 9e-g) 62።
በተጨማሪም፣ የ SLS ሰርፋክታንት መጠን ቋሚ ሲሆን፣ የ SA ይዘት (SATEOS1፣ SATEOS2 እና SATEOS3) ቅልጥፍናን፣ ቅርፅን እና የቅንጣት መጠን ስርጭትን ይነካል። ስለዚህ፣ SATEOS1 አነስተኛ የቅንጣት መጠን፣ ወጥ የሆነ ስርጭት እና ጥቅጥቅ ያለ ወለል እንዳለው ተገኝቷል (ምስል 9ለ)፣ ይህም በቋሚ ሰርፋክታንት63 ስር ሁለተኛ ደረጃ ኒውክሊየሽንን የሚያስተዋውቅ የ SA ሃይድሮፊሊክ ባህሪ ምክንያት ነው። የ SA ይዘትን ከ5 እስከ 15 ግራም (SATEOS1፣ SATEOS2 እና SATEOS3) በመጨመር እና የማያቋርጥ የሰርፋክታንት መጠን፣ ማለትም 0.10 ግራም SLS (ሠንጠረዥ 1) በመጠቀም፣ የእያንዳንዱ የሰርፋክታንት ሞለኪውል ቅንጣት አስተዋጽኦ እንደሚቀንስ ይታመናል፣ በዚህም የንጥረቱ መጠን እና የቅንጣት መጠን ይቀንሳል። የSATEOS2 (ምስል 9ሐ) እና SATEOS3 (ምስል 9መ) ስርጭት ከSATEOS 1 ስርጭት ይለያል (ምስል 9ለ)።
ከSATEOS1 ጋር ሲነጻጸር (ምስል 9ለ)፣ SATEOS2 ጥቅጥቅ ያለ ማይክሮ-ኢንካፕሱልድ SA ሞርፎሎጂ አሳይቷል እና የቅንጣቱ መጠን ጨምሯል (ምስል 9ሐ)። ይህ የሆነው በማግግሎሜሽን 49 ምክንያት ሲሆን ይህም የመርጋት መጠንን ይቀንሳል (ምስል 2ለ)። የSC መጠን እየጨመረ ሲሄድ SLS ሲጨምር፣ ማይክሮካፕሱሎች በግልጽ ይታያሉ፣ በምስል ላይ እንደሚታየው ውህደት እንዴት እንደሚከሰት። በተጨማሪም፣ ምስሎች 9e–g ሁሉም ቅንጣቶች በቅርጽ እና በመጠን በግልጽ ክብ መሆናቸውን ያሳያሉ። ከፍተኛ መጠን ያለው SA በሚኖርበት ጊዜ ተገቢ የሆነ የሲሊካ ኦሊጎመር መጠን ማግኘት እንደሚቻል ተረጋግጧል፣ ይህም ተገቢ የሆነ ጤዛ እና መጠቅለያ ያስከትላል፣ በዚህም ምክንያት በደንብ የተገለጹ ማይክሮካፕሱሎች49 እንዲፈጠሩ ያደርጋል። ከSEM ውጤቶች፣ SATEOS6 ከትንሽ SA ጋር ሲነጻጸር ተጓዳኝ ማይክሮካፕሱሎችን እንደፈጠረ ግልጽ ነው።
የጅምላ SA እና ማይክሮካፕሱል SA የኃይል መበታተን የኤክስሬይ ስፔክትሮስኮፒ (EDS) ውጤቶች በሰንጠረዥ 3 ውስጥ ቀርበዋል። ከዚህ ሰንጠረዥ እንደሚታየው የSi ይዘት ከSATEOS1 (12.34%) ወደ SATEOS6 (2.68%) ቀስ በቀስ ይቀንሳል። የSA መጨመር። ስለዚህ፣ የSA መጠን መጨመር የSiO2 በSA ወለል ላይ እንዲቀመጥ ያደርጋል ማለት እንችላለን። በሰንጠረዥ 3 ውስጥ በEDS51 ከፊል-መጠን ትንተና ምክንያት ለC እና O ይዘቶች ወጥ የሆነ እሴቶች የሉም። የማይክሮ-encapsulated SA ይዘት ከFT-IR፣ XRD እና XPS ውጤቶች ጋር ተዛማጅነት አለው።
የጅምላ SA እንዲሁም ከSiO2 ቅርፊት ጋር ማይክሮ-ኢንካፕሱድ SA የማቅለጥ እና የማጠናከር ባህሪ በስእል 1 እና 2 ላይ ይታያል። በቅደም ተከተል በስእል 10 እና 11 ላይ ይታያሉ፣ እና የሙቀት መረጃው በሰንጠረዥ 4 ላይ ይታያል። የማይክሮ-ኢንካፕሱድ SA የማቅለጥ እና የማጠናከር የሙቀት መጠኖች የተለያዩ ሆነው ተገኝተዋል። የSA መጠን ሲጨምር የማቅለጥ እና የማጠናከር የሙቀት መጠኖች ይጨምራሉ እና የጅምላ SA እሴቶችን ይቀርባሉ። የSA ማይክሮኢንካፕሱልሽን ከተደረገ በኋላ የሲሊካ ግድግዳ የክሪስታላይዜሽን ሙቀትን ይጨምራል፣ እና ግድግዳው ልዩነትን ለማስተዋወቅ እንደ ዋና አካል ሆኖ ያገለግላል። ስለዚህ፣ የSA መጠን ሲጨምር የማቅለጥ (ምስል 10) እና የማጠናከር (ምስል 11) የሙቀት መጠኖችም ቀስ በቀስ ይጨምራሉ49,51,64። ከሁሉም ማይክሮኢንካፕሱድ SA ናሙናዎች መካከል፣ SATEOS6 ከፍተኛውን የማቅለጥ እና የማጠናከር የሙቀት መጠኖችን አሳይቷል፣ በመቀጠልም SATEOS5፣ SATEOS4፣ SATEOS3፣ SATEOS2 እና SATEOS1።
SATEOS1 ዝቅተኛውን የማቅለጫ ነጥብ (68.97 °C) እና የማጠንከሪያ ሙቀት (60.60 °C) ያሳያል፣ ይህም የሚከሰተው በማይክሮካፕሱሎች ውስጥ የSA ቅንጣቶች እንቅስቃሴ በጣም ትንሽ በሆነበት እና የSiO2 ቅርፊት ወፍራም ንብርብር በሚፈጥርበት አነስተኛ የቅንጣት መጠን ምክንያት ነው፣ በዚህም ምክንያት የኮር ቁስ መዘርጋት እና እንቅስቃሴን ይገድባል49። ይህ መላምት ከSEM ውጤቶች ጋር የተያያዘ ነው፣ SATEOS1 አነስተኛ የቅንጣት መጠን አሳይቷል (ምስል 9ለ)፣ ይህም የSA ሞለኪውሎች በማይክሮካፕሱሎች ውስጥ በጣም ትንሽ በሆነ ቦታ ውስጥ የተገደቡ በመሆናቸው ነው። በዋናው ክብደት መቅለጥ እና ማጠንከሪያ የሙቀት መጠን እንዲሁም በSiO2 ዛጎሎች ያላቸው ሁሉም SA ማይክሮካፕሱሎች ከ6.10–8.37 °C ክልል ውስጥ ነው። ይህ ውጤት ማይክሮካፕሱልድ SA በSiO2 ቅርፊት 65 ጥሩ የሙቀት አማቂነት ምክንያት እንደ እምቅ የኃይል ማከማቻ ቁሳቁስ ሊያገለግል እንደሚችል ያሳያል።
ከሰንጠረዥ 4 እንደሚታየው፣ SATEOS6 በSEM በሚታየው ትክክለኛ የክዳን ክምችት ምክንያት ከሁሉም ማይክሮ-ኢንካፕሱልድ SCs (ምስል 9ግ) መካከል ከፍተኛው ኤንታልፒ አለው። የSA የማሸጊያ መጠን በእኩልታ (1) በመጠቀም ሊሰላ ይችላል። (1) የማይክሮ-ኢንካፕሱልድ SA49 ድብቅ የሙቀት መረጃ በማነፃፀር።
የR እሴት የማይክሮ-ኢንካፕሱሌትድ SC፣ ΔHMEPCM,m የማይክሮ-ኢንካፕሱሌትድ SC የውህደት ድብቅ ሙቀት (%)ን ይወክላል፣ ΔHPCM,m ደግሞ የSC የውህደት ድብቅ ሙቀት ይወክላል። በተጨማሪም፣ የማሸጊያ ውጤታማነት (%) በእኩልታ (1) ላይ እንደሚታየው እንደ ሌላ አስፈላጊ የቴክኒክ መለኪያ ይሰላል። (2)49።
የE እሴት የማይክሮ-ኢንካፕሱሌትድ CA የመክተት ቅልጥፍናን (%) ይወክላል፣ ΔHMEPCM፣s የማይክሮ-ኢንካፕሱሌትድ CA የመፈወስ ድብቅ ሙቀትን ይወክላል፣ እና ΔHPCM፣s የCA የመፈወስ ድብቅ ሙቀትን ይወክላል።
በሰንጠረዥ 4 ላይ እንደሚታየው፣ የSATEOS1 የማሸጊያ ደረጃ እና ቅልጥፍና በቅደም ተከተል 71.89% እና 67.68% ሲሆን የSATEOS6 የማሸጊያ ደረጃ እና ቅልጥፍና በቅደም ተከተል 90.86% እና 86.68% ናቸው (ሠንጠረዥ 4)። ናሙና SATEOS6 በሁሉም ማይክሮ-ኢንካፕሱሎች SAs መካከል ከፍተኛውን የማሸጊያ ኮፊሸንት እና ቅልጥፍና ያሳያል፣ ይህም ከፍተኛ የሙቀት አቅም እንዳለው ያሳያል። ስለዚህ፣ ከጠጣር ወደ ፈሳሽ የሚደረገው ሽግግር ከፍተኛ መጠን ያለው ኃይል ይፈልጋል። በተጨማሪም፣ በማቀዝቀዣው ሂደት ውስጥ የሁሉም SA ማይክሮካፕሱሎች እና የጅምላ SA የማቅለጥ እና የማጠናከሪያ የሙቀት መጠን ልዩነት በማይክሮካፕሱል ውህደት ወቅት የሲሊካ ቅርፊት በቦታ የተገደበ መሆኑን ያሳያል። ስለዚህ፣ ውጤቶቹ እንደሚያሳዩት የSC መጠን እየጨመረ ሲሄድ የማሸጊያው መጠን እና ቅልጥፍና ቀስ በቀስ ይጨምራል (ሠንጠረዥ 4)።
የጅምላ SA እና የማይክሮካፕሱል SA የSiO2 ቅርፊት (SATEOS1፣ SATEOS3 እና SATEOS6) ያላቸው የTGA ኩርባዎች በስእል 12 ይታያሉ። የጅምላ SA (SATEOS1፣ SATEOS3 እና SATEOS6) የሙቀት መረጋጋት ባህሪያት ከማይክሮካፕሱል ናሙናዎች ጋር ተነጻጽረዋል። ከTGA ኩርባ የጅምላ SA እና የማይክሮካፕሱል SA ክብደት መቀነስ ከ40°ሴ እስከ 190°ሴ ለስላሳ እና በጣም ትንሽ ቅናሽ እንዳለው ግልጽ ነው። በዚህ የሙቀት መጠን፣ ግዙፍ SC የሙቀት መበስበስን አያደርግም፣ ማይክሮካፕሱል SC ደግሞ በ45°ሴ ለ24 ሰዓታት ከደረቀ በኋላም ቢሆን የተቀላቀለ ውሃ ይለቃል። ይህም ትንሽ ክብደት መቀነስ አስከትሏል፣49 ነገር ግን ከዚህ የሙቀት መጠን በላይ ቁሱ መበላሸት ጀመረ። ዝቅተኛ የSA ይዘት (ማለትም SATEOS1)፣ የተቀላቀለው የውሃ ይዘት ከፍ ያለ ሲሆን በዚህም እስከ 190°ሴ የሚደርስ የጅምላ ኪሳራ ከፍ ያለ ነው (በምስል 12 ውስጥ የተቀመጠ)። የሙቀት መጠኑ ከ190°ሴ በላይ እንደወጣ፣ ናሙናው በመበስበስ ሂደቶች ምክንያት ክብደት መቀነስ ይጀምራል። ግዙፍ SA በ190°ሴ መበታተን ይጀምራል እና 4% ብቻ በ260°ሴ ይቀራል፣ SATEOS1፣ SATEOS3 እና SATEOS6 ደግሞ በዚህ የሙቀት መጠን በቅደም ተከተል 50%፣ 20% እና 12% ይይዛሉ። ከ300°ሴ በኋላ የጅምላ SA የጅምላ SA የጅምላ ኪሳራ በግምት 97.60% ነበር፣ የSATEOS1፣ SATEOS3 እና SATEOS6 የጅምላ ኪሳራ ደግሞ በግምት 54.20%፣ 82.40% እና 90.30% ነበር። የSA ይዘት ሲጨምር የSiO2 ይዘት ይቀንሳል (ሠንጠረዥ 3)፣ እና የቅርፊቱ ቀጭንነት በSEM ውስጥ ይታያል (ምስል 9)። ስለዚህ፣ የማይክሮ-የተሸፈኑ SA የክብደት መቀነስ ከጅምላ SA ጋር ሲነጻጸር ዝቅተኛ ነው፣ ይህም በSiO2 ቅርፊት ምቹ ባህሪያት ይገለጻል፣ ይህም በSA ወለል ላይ የካርቦን ሲሊኬት-ካርቦናይዝድ ንብርብር እንዲፈጠር ያበረታታል፣ በዚህም የSA ኮርን ለይቶ የሚመነጩ ተለዋዋጭ ምርቶችን መልቀቅ ያዘገያል10። ይህ የቻር ንብርብር በሙቀት መበስበስ ወቅት አካላዊ መከላከያ እንቅፋት ይፈጥራል፣ ይህም ተቀጣጣይ ሞለኪውሎች ወደ ጋዝ ደረጃ66,67 ሽግግርን ይገድባል። ከዚህ በተጨማሪ፣ ጉልህ የሆነ የክብደት መቀነስ ውጤቶችን ማየት እንችላለን፡ SATEOS1 ከSATEOS3፣ SATEOS6 እና SA ጋር ሲነጻጸር ዝቅተኛ እሴቶችን ያሳያል። ይህ የሆነበት ምክንያት በSATEOS1 ውስጥ ያለው የSA መጠን ከSATEOS3 እና SATEOS6 ያነሰ ስለሆነ፣ የSiO2 ቅርፊት ወፍራም ንብርብር ስለሚፈጥር ነው። በተቃራኒው፣ የጅምላ SA አጠቃላይ የክብደት መቀነስ በ415 °ሴ 99.50% ይደርሳል። ይሁን እንጂ፣ SATEOS1፣ SATEOS3 እና SATEOS6 በቅደም ተከተል በ415°ሴ 62.50%፣ 85.50% እና 93.76% የክብደት መቀነስ አሳይተዋል። ይህ ውጤት የTEOS መጨመር በSA ወለል ላይ የSiO2 ንብርብር በመፍጠር የSA መበላሸትን እንደሚያሻሽል ያሳያል። እነዚህ ንብርብሮች አካላዊ የመከላከያ መከላከያ ሊፈጥሩ ይችላሉ፣ ስለዚህ በማይክሮካፕሱድ CA የሙቀት መረጋጋት ላይ መሻሻል ይታያል።
የጅምላ SA የሙቀት አስተማማኝነት ውጤቶች እና ከ30 የDSC51,52 የማሞቂያ እና የማቀዝቀዣ ዑደቶች በኋላ ምርጡ ማይክሮ-ኢንካፕሱሌትድ ናሙና (ማለትም SATEOS 6) በምስል 13 ላይ ይታያሉ። የጅምላ SA (ምስል 13a) በቀለጠ የሙቀት መጠን፣ በማጠናከሪያ እና በኢንታልፒ እሴት ላይ ምንም አይነት ልዩነት እንደማያሳይ፣ SATEOS6 (ምስል 13b) ደግሞ ከ30ኛው የማሞቂያ ዑደት በኋላም ቢሆን በሙቀት እና በኢንታልፒ እሴት ላይ ምንም አይነት ልዩነት እንደማያሳይ ማየት ይቻላል። የጅምላ SA የቀለጠ ነጥብ 72.10 °C፣ የጠጣርነት ሙቀት 64.69 °C እና ከመጀመሪያው ዑደት በኋላ የውህደት እና የጠጣርነት ሙቀት በቅደም ተከተል 201.0 J/g እና 194.10 J/g ነበር። ከ30ኛው ዑደት በኋላ የእነዚህ እሴቶች የመቅለጥ ነጥብ ወደ 71.24 °C ቀንሷል፣ የጠጣርነት ሙቀት ወደ 63.53 °C ቀንሷል፣ እና የኢንታልፒ እሴት በ10% ቀንሷል። በማቅለጥ እና በማጠናከር የሙቀት መጠን ላይ የሚደረጉ ለውጦች፣ እንዲሁም የኢንታልፒ እሴቶች መቀነስ፣ የጅምላ CA ማይክሮ-ኢንካፕሱሌሽን ላልሆኑ አፕሊኬሽኖች አስተማማኝ እንዳልሆነ ያመለክታሉ። ሆኖም፣ ተገቢው ማይክሮኢንካፕሱሌሽን ከተከሰተ በኋላ (SATEOS6)፣ የማቅለጫ እና የማጠናከር የሙቀት መጠኖች እና የኢንታልፒ እሴቶች አይለወጡም (ምስል 13ለ)። አንዴ በSiO2 ዛጎሎች ማይክሮኢንካፕሱል ከተሸፈነ በኋላ፣ SA በሙቀት አፕሊኬሽኖች በተለይም በግንባታ ውስጥ እንደ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁስ ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል፣ ምክንያቱም በተመቻቸ የማቅለጫ እና የማጠናከር የሙቀት መጠኖች እና የተረጋጋ ኢንታልፒ ስላለው።
በ1ኛ እና 30ኛ የማሞቂያ እና የማቀዝቀዣ ዑደቶች ላይ ለናሙናዎች SA (a) እና SATEOS6 (b) የተገኙ የDSC ኩርባዎች።
በዚህ ጥናት ውስጥ፣ ማይክሮ ኤንሴክሽን ስልታዊ ምርመራ የተካሄደው SA እንደ ዋና ቁሳቁስ እና SiO2 እንደ ቅርፊት ቁሳቁስ በመጠቀም ነው። TEOS የSiO2 ድጋፍ ንብርብር እና በSA ወለል ላይ የመከላከያ ንብርብር ለመፍጠር እንደ ቅድመ ሁኔታ ጥቅም ላይ ይውላል። ማይክሮ ኤንሴክሽን ... በሙቀት አፈጻጸም ትንተና መሠረት፣ SATEOS6 በጣም ተስፋ ሰጪ የሙቀት ማከማቻ ችሎታን ያሳያል፣ በቅደም ተከተል 70.37°ሴ እና 64.27°ሴ የመቅለጥ እና የማጠንከር የሙቀት መጠን እና በቅደም ተከተል 182.53 J/g እና 160.12 J/g. G. የተደበቀ የማቅለጥ እና የማጠንከር ሙቀት። የSATEOS6 ከፍተኛው የማሸጊያ ውጤታማነት 86.68% ነው። TGA እና DSC የሙቀት ዑደት ትንተና SATEOS6 ከ30 የማሞቂያ እና የማቀዝቀዝ ሂደቶች በኋላም ቢሆን ጥሩ የሙቀት መረጋጋት እና አስተማማኝነት እንዳለው አረጋግጠዋል።
ያንግ ቲ.፣ ዋንግ ኤክስአይ እና ሊ ዲ. የሙቀት ኃይል ማከማቻ እና ቅልጥፍናን ለማሻሻል የቴርሞኬሚካል ጠጣር-ጋዝ ውህደት አድሶርፕሽን ሲስተም የአፈጻጸም ትንተና። አተገባበር። ትኩስ። መሐንዲስ። 150፣ 512–521 (2019)።
ፋሪድ፣ ኤምኤም፣ ኩድሃር፣ ኤም፣ ራዛክ፣ ኤስ. እና አል-ሃላጅ፣ ኤስ. የደረጃ ለውጥ የኃይል ማከማቻ ግምገማ፡ ቁሳቁሶች እና አፕሊኬሽኖች። የኃይል መቀየሪያ። አስተዳዳሪ። 45፣ 1597–1615 (2004)።
ሬጂን ኤኤፍ፣ ሶላንኪ ኤስኤስ እና ሳይኒ ጄኤስ የፒሲኤም ካፕሱሎችን በመጠቀም የሙቀት ኃይል ማከማቻ ስርዓቶች የሙቀት ማስተላለፍ አፈፃፀም፡ ግምገማ። ዝመና። ድጋፍ። ኢነርጂ ሪቭ 12፣ 2438–2458 (2008)።
ሊዩ፣ ኤም.፣ ሳማን፣ ደብሊው. እና ብሩኖ፣ ኤፍ. ለከፍተኛ የሙቀት መጠን ለውጥ የሙቀት ማከማቻ ስርዓቶች የማከማቻ ቁሳቁሶች እና የሙቀት አፈጻጸም ማሻሻያ ቴክኖሎጂዎች ግምገማ። ዝመና። ድጋፍ። የኢነርጂ ሪቭ 16፣ 2118–2132 (2012)።
ፋንግ ጉዋይንግ፣ ሊ ሆንግ፣ ሊዩ ዢያንግ፣ ዉ ኤስኤም ናኖኢንካፕሱድ ...
ሙ፣ ቢ. እና ሊ፣ ኤም. ለፀሐይ ኃይል ልወጣ እና ማከማቻ የተሻሻሉ የግራፊን ኤሮጄሎችን በመጠቀም አዳዲስ ቅርፅ-የተረጋጋ የደረጃ ለውጥ ውህዶች ቁሳቁሶችን ውህደት። ሶል። የኢነርጂ ቁሶች። ሶል። ሴል 191፣ 466–475 (2019)።
ሁዋንግ፣ ኬ.፣ አልቫ፣ ጂ.፣ ጂያ፣ ዋይ.፣ እና ፋንግ፣ ጂ. የሞርፎሎጂካል ባህሪ እና በሙቀት ኃይል ማከማቻ ውስጥ የደረጃ ለውጥ ቁሳቁሶችን አተገባበር፡ ግምገማ። ዝመና። ድጋፍ። የኢነርጂ ኤድ. 72፣ 128–145 (2017)።