Viimeisessä luvussa pohditaan miten tutkimuksia olisi voitu jatkaa. Samalla käydään myös läpi joitain tutkimuksissa vastaan tulleita ongelmia.
Kuvassa 33 (luvussa Etäisyys ja kosteus) esiteltyihin kosteus-etäisyys-kuvaajiin voitaisiin tehdä lisää mittauksia. Jos muut parametrit saataisiin vakioitua, voitai-siin kosteutta ja etäisyyttä varioimalla saada laajempaa dataa aukkojen muodostu-misesta. Oletettavissa on, että kuvaajista voitaisiin löytää kondensaatioraja, jonka toisella puolella aukkoja muodostuu ja toisella puolella ei. Tässä tutkimuksessa käy-tettiin lähinnä suuria kosteuksia ja lyhyitä etäisyyksiä aukkojen muodostumisen mak-simoimiseksi. Lisäksi aikaa varioitiin hyvin paljon eri näytteiden välillä, mikä vähensi kuvaajien luotettavuutta. Saaduilla tuloksilla kondensaatioraja kuitenkin vaikuttaa asettuvan yli 90 % kosteuksilla lähelle 2 mm etäisyyttä, mikä nähdään kuvaajasta 33B. Mielenkiintoista olisi kuitenkin saada lisää tuloksia suuremmilla etäisyyksillä ja pienemmillä kosteuksilla.
Yksi vähälle huomiolle jäänyt tutkimuksen aihe on aukkojen puhdistumisaste. Eri testeissä aukkojen puhdistuminen oli erilaista, ja ainakin näytteen hydrofiilisyys ja deposition vahvuus vaikuttivat puhdistumiseen. Aukkojen puhtauteen saattaa kuiten-kin vaikuttaa pienentyvän kondensaatiopisaran mukana mahdollisesti kulkevat roska-partikkelit. Testin jälkeen kondensaatiopisaroita ei poisteta mitenkään, vaan ne höy-rystyvät itsestään. Tämän takia piipinnalta irronneet partikkelit palaavat pinnalle.
Suurin osa irronneista partikkeleista kiinnittyy redepositioon, mutta osa voi palata aukon puhdistusalueelle. Tämän takia puhdistumisen tutkimiseksi täytyisi aluksi kek-siä tapa, jolla pisarat ja depositiosta irronneet partikkelit voitaisiin poistaa näytteeltä vaikuttamatta depositioon.
Kvantitatiivista tutkimusta voitaisiin tehdä näytteistä otetuista kuvista sopivilla kuva-analyysialgoritmeillä. Kuvista olisi mahdollista analysoida ja tilastoida aukkojen kokoa, muotoa, sijoittumista ja etäisyyttä. Tämä helpottaisi parametrien vaikutusten tutkimista ja tekisi analyysistä yhdenmukaisempaa eri testien välillä.
Myös lisää jäähdytysmittauksia voitaisiin tehdä. Videoiden ottaminen kondention muodostumisesta voi osoittautua hyvin hyödylliseksi, koska muuten data saa-daan ainoastaan testien jälkeen näytteistä. Mittausjärjestelmää voitaisiin parantaa muuttamalla valaisu- ja kuvaussysteemiä. Jos kaukomikroskoopilla saataisiin tumma tausta-moodilla otettua kuvia kuten näytteiden kuvauksessa optisella mikroskoopilla normaalisti, saataisiin eri rakenteista paljon paremmin selvää. Tässäkin tapauksessa ongelmaa saattaa tuottaa vesipisaroiden muodostamat heijastukset näytteessä, mutta jos ongelmat saadaan ratkaistua saadaan käyttöön hyvin vahva työkalu eri mekanis-mien analysointiin.
Tutkielmassa saatiin selvitettyä eri parametrien vaikutusta kondensaation muo-dostumiseen nanoputkidepositiossa. Teorian lisäksi tutkielmassa käytiin läpi käytet-tyjä mittausjärjestelmiä ja näytteistä saatuja tuloksia. Ongelmia tutkimuksessa tuot-ti erilaisten parametrien suuri määrä. Monien vaikuttavien parametrien vaikutusta tutkittiin, mutta tarkkoja vaikutuksia ei kaikista saatu. Analysointia vaikeutti erityi-sesti näytteissä todettu aukkojen irregulaarisuus, minkä todettiin johtuvan nukleaa-tiotiheyden kasvusta. Ongelmista huolimatta saatiin kondensaation muodostumiselle nanoputkidepositioon tehtyä teoria, jota voidaan käyttää apuna myöhemmissä tutki-muksissa.
Viitteet
[1] AK, Mishra:Applications of carbon nanotubes. Nova Publishers, New York, 2013.
[2] S, Iijima:Helical microtubules of graphitic carbon. Nature, 354:56–58, 1991.
[3] HW, Kroto, Heath JR, Obrien SC, Curl RF ja Smalley RE: C-60 - Buckmins-terfullerene. Nature, 318:162–163, 1985.
[4] D, Beysens: Dew nucleation and growth. C. R. Physique, 7:1082–1100, 2006.
[5] A, Jaffrin, Makhlouf S, Lamassese CS, Bettachini A ja Voisin R:The Wettability of a Plastic Mulch - Its Effects on the Temperatures and its Nematicide Action During Solarization of a Cultivated Soil. Agronomie, 9:729–741, 1989.
[6] G, Ilieva: Mechanisms of Water Droplets Deposition on Turbine Blade Surfaces and Erosion Wear Effects. Journal of Applied Fluid Mechanics, 10:551–567, 2017.
[7] L, Huber ja Gillespie TJ: Modeling Leaf Wetness in Relation to Plant-Disease Epidemiology. Annual Review of Phytopathology, 30:553–577, 1992.
[8] M, Fessehaye, Abdul Wahab SA, Savage MJ, Kohler T, Gherezghiher T ja Hurni H: Fog-water collection for community use. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 29:52–62, 2014.
[9] JTW, Yeow ja She JPM: Carbon nanotube-enhanced capillary condensation for a capacitive humidity sensor. Nanotechnology, 17:5441–5448, 2006.
[10] R, Saito, Dresselhaus G ja Dresselhaus M, S:Physical Properties of Carbon Na-notubes. Imperial College Press, London, 1998.
[11] https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/89/
Double-bond.svg/800px-Double-bond.svg.png, 19.4.2017.
[12] RH, Baughman, Zakhidov AA ja de Heer WA: Carbon Nanotubes - the Route Toward Applications. Science, 297:787–792, 2002.
[13] XF, Pang:Water: Molecular Structure and Properties. WSPC, Singapore, 2014.
[14] GT, Barnes ja Gentle IR: Interfacial Science. Oxford University Press, Oxford, 2005.
[15] http://chem.libretexts.org/Core/Physical_and_Theoretical_
Chemistry/Physical_Properties_of_Matter/Bulk_Properties/Contact_
Angles, 19.4.2017.
[16] YA, Cengel ja Boles MA:Thermodynamics An Engineering Approach. McGraw-Hill, Singapore, 2002.
[17] P, Atkins ja de Paula J: Physical Chemistry. Oxford University Press, Oxford, 2002.
[18] MJ, Hokkanen: On-chip Purification of Arc-Discharge Synthesized Multiwalled Carbon Nanotubes via Mobile Liquid Interface. Fysiikan laitos, Jyvaskylan yli-opisto, Jyvaskyla, 2017.
[19] G, Mende, Finster J, Flamm D ja Schulze D: Oxidation of Etched Silicon In Air At Room-Temperature - Measurements With Ultrasoft X-Ray Photoelectron-Spectroscopy (ESCA) and Neutron Activation Analysis. Surface Science, 128:169–
175, 1983.
[20] HN, Waltenburg ja Yates JT: Surface Chemistry of Silicon. Chemistry Review, 95:1589–1673, 1995.
[21] B, Bhushan: Springer Handbook of Nanotechnology 2nd ed. Springer, Berlin, 2006.
[22] J, Dabrowski ja Mussig HJ: Silicon surfaces and formation of interfaces - Basic science in the industrial world. World Scientific Publishing Co., Singapore, 2000.
[23] MJ, Hokkanen, Lehto R, Takalo J, Haavisto S, Bykov A, Myllyla R, Timonen J ja Ahlskog M: Depletion of carbon nanotube depositions and tube realignment in the spreading of sessile drops. Colloids and Surfaces A, 482:624–630, 2015.
[24] MJ, Hokkanen, Lautala S, Dongkai S, Turpeinen T, Koivistoinen J ja Ahlskog M: On-chip purification via liquid immersion of arc-discharge synthesized mul-tiwalled carbon nanotubes. Applied physics A, 122:634, 2016.
[25] S, Aramrak, Flury M ja Harsh J:Detachment of Deposited Colloids by Advancing and Receding Air-Water Interfaces. Langmuir, 27:9985–9993, 2011.
[26] N, Chatterjee ja Flury M: Effect of Particle Shape on Capillary Forces Acting on Particles at the Air-Water Interface. Langmuir, 29:7903–7911, 2013.
[27] S, Gerdes, Ondarcuhu T, Cholet S ja Joachim C:Combing a carbon nanotube on a flat metal-insulator-metal nanojunction. Europhys. Lett., 48:292–298, 1999.
[28] PJ, Goodhew, Humphreys J ja Beanland R: Electron Microscopy and Analysis, Third Edition. CRC Press, London, 2000.
[29] A, Khursheed: Scanning electron microscope optics and spectrometers. World Scientific cop., Singapore, 2011.
[30] DB, Asay ja Kim SH:Evolution of the Adsorbed Water Layer Structure on Silicon Oxide at Room Temperature. J. Phys. Chem. B, 109:16760–16763, 2005.
Testisarja Näyte Deposition vahvuus
Näytelevyn
koko (mm) Etäisyys (mm) RH [%] ±RH
Luovutus-aika (min) Aukkoja?
Liite 1: Suoritettujen mittausten parametrit
3 8 12 x 88 1 0,3 Y
4 8 12 x 86,9 1 0,33 Y
AL160721 1 12 x x x x x
2 1 12 x 70,7 0,3 31 s Y
3 3 12 x 70,7 0,3 37 s Y
4 5 12 x 70,2 0,3 27 s Y
5 7 12 x 70,3 0,3 23 s Y
6 9 12 x 70,7 0,3 25 s Y
AL160725 1 6 12 x 43,3 0,3 85 s Y
2 6 12 x 43,4 0,3 85 s Y
3 6 12 x 43,6 0,3 55 s Y
4 6 12 x 87 0,3 23 s Y
5 6 12 x 85,1 0,3 25 s Y
6 6 8 x 85,4 0,3 25 s Y
7 6 8 x 85 2 x Y
AL160726 1 12 x 66,9 0,3 x ei putkia
2 6 12 x 66,8 0,3 35 s Y
3 6 12 x 66,7 0,3 60 s Y
AL160728 1 3 12 0,4 90 1,5 10 Y
2 6 12 0,5 91,2 0,3 10 Y
3 9 12 0,4 92 0,3 10 Y
4 6 12 x 92,9 1 35 s Y
AL160801 1 2 12 0,4 90 1,5 10 N
2 4 12 0,4 91,5 2 10 N
3 6 12 0,5 92,3 0,7 10 N
4 8 12 0,4 92 1,5 10 N
AL160802 1 2 12 0,5 93 0,9 5 Y
2 8 12 0,4 93 0,5 5 Y
3 2 12 0,4 91,5 1 10 Y
4 8 12 0,7 92,4 0,4 10 Y
5 2 12 0,7 92 0,5 5 Y
6 8 12 0,7 91,4 0,3 5 Y
AL170314 3 8 8 0,5 90,6 0,2 5 Y
4 8 12 0,6 90,7 0,5 5 Y
5 8 8 0,5 73,5 0,2 5 Y