تاثیر مهار و مکانیسم پلیمرهای هوشمند بر انتقال مایعات در سراسر کانال های نانو
چکیده
انتقال یون ها در سراسر نانو-کانال ها برای عملکرد مواد متخلخل ضروری است. در اینجا، یک پلیمر جدید هوشمند با اجزای آبگریز و آبدوست توسط پویایی های مولکولی طراحی می شود تا فرایند نفوذ مویرگی را در مواد مبتنی بر سیمان تنظیم کند، که دوام کلی را تعیین می کند. ساختار پلیمری در یک انتها دارای گروه های کربوکسیل است که به دلیل قطبی بودن زیاد و همچنین چندین گروه آلکیل جذب می شود. زنجیره پلیمری مانند یک دروازه یک طرفه عمل می کند، که زمانی باز است (روی سطح ماتریس قرار گرفته) که منفذ نانو، بی آب باشد. با این حال، می توان آن را به سرعت (به صورت ایستاده، عمود بر ماتریس) با استفاده از گروه های آب گریز بست تا تاثیر مهار انتقال را هنگام تعامل با مایعات پیشرونده به حداکثر برساند. علاوه بر این، یک مهار کننده انتقال مایعات براساس مکانیسم های بالا ساخته می شود و به مخلوط های بتنی اضافه می شود. نتایج تجربی پس از تلفیق این مهارکننده، میزان جذب آب را نشان می دهند و نرخ مهاجرت یونی بتن، کاهش چشمگیری را تجربه می کند، که نشان دهنده افزایش قابل توجهی در دوام نمونه ها است. همچنین، فعل و انفعالات سطحی که در اینجا تفسیر شدند، ممکن است روزنه ی جدیدی بر درک پلیمرهای هوشمند و کاربرد آنها در ماتریس های مختلف ایجاد کنند.
1. مقدمه
انتقال آب و یون ها در سراسر کانال های نانو برای عملکرد کلی مواد متخلخل، بسیار حیاتی است. خوردگی فلزات تقویت شده ناشی از نفوذ کلرید ها در سراسر پوشش بتنی بعنوان مشکل اصلی در مباحث ماندگاری سازه های بتنی تقویت شده در نظر گرفته می شود [1،3 ]. هیدراتهای سیلیکات کلسیم (C-S-H)، اصلی ترین محصول هیدراتاسیون سیمان پرتلند معمولی در نظر گرفته می شوند که شامل تعداد زیادی منفذ ژل با چندین نانومتر تا چند صد نانومتر هستند، که مسیر انتقال برای یون های کلرید را فراهم می کنند. برعکس، رفتارهای انتقال و جذب آب و یون ها در آن منافذ برای توسعه قدرت، پایداری حجم و دوام مواد سیمانی، ضروری هستند. [8-3] بنابراین، کنترل موثر بر انتقال مایعات از طریق آن نانو کانال ها، امری ضروری است.
Abstract
The transport of ions throughout the nano-channels is vital to the performance of porous materials. Here, a novel smart polymer with both hydrophilic and hydrophobic components was designed by molecular dynamics to regulate the capillary penetration process in cement-based materials, which determines the overall durability. The polymer structure owns carboxyl groups at one end, which are strongly attracted by the surface of a cementitious matrix due to the high polarity, as well as several alkyl groups. The polymer chain acts like a unilateral gate, which is open (lie on the matrix surface) when the nano-pore is anhydrous. However, it can be closed rapidly (stand upright, vertical to the matrix), utilizing the hydrophobic groups to maximize the transport inhibiting effect once in contact with the advancing fluids. Furthermore, a fluid transport inhibitor was fabricated based on the above mechanisms and added to the concrete mixtures. The experimental results indicate after the incorporation of this inhibitor, the water adsorption amount and chloride ion migration rate of concrete experience a huge decrease, indicating a substantial enhancement in the durability of samples. The surface interactions interpreted here may also shed new light on the understandings of smart polymers and their applications onto various matrixes.
1. Introduction
The transport of water and ions throughout the nano-channels is vital to the overall performance of porous materials. The corrosion of reinforcing steels caused by the chlorides penetration throughout the concrete cover is considered as the main problem in the durability issues of reinforced concrete structures.[1,3] Calcium silicate hydrates (C-S-H), the main hydration product of ordinary Portland cement, contains large numbers of gel pores with several nanometers to several hundred nanometers, which provide the transport path for chloride ions. Reversely, the transport and adsorption behaviors of water and ions in those pores are vital to the strength developments, volume stability, and durability of cementitious materials.[3–8]3 Therefore, effective control on the transport of fluids through those nano-channels is in urgent demand.
چکیده
1. مقدمه
2. روش ها
2.1. روش های محاسباتی
2.2. روشهای تجربی
3. نتایج و بحث ها
3.1. شبیه سازی پویایی های مولکولی
3.2. آزمایشات
4. نتیجه گیری
ABSTRACT
1. Introduction
2. Methods
2.1. Computational methods
2.2. Experimental methods
3. Results and discussions
3.1. Molecular dynamics simulation
3.2. Experiments
4. Conclusions
- اصل مقاله انگلیسی با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه