Khalil, Adnan ; Zimmermann, Matthias ; Bell, Alena K. ; Kunz, Ulrike ; Hardt, Steffen ; Kleebe, Hans-Joachim ; Stark, Robert W. ; Stephan, Peter ; Andrieu-Brunsen, Annette (2022)
Insights into the interplay of wetting and transport in mesoporous silica films.
In: Journal of Colloid and Interface Science, 2020, 560
doi: 10.26083/tuprints-00021740
Artikel, Zweitveröffentlichung, Postprint

Kurzbeschreibung (Abstract)

The understanding and design of wetting-transport and wetting-charge-transport interplay in nanometer-sized pores is a still not fully understood key step in improving nanopore transport-related applications. A control of mesopore wettability accompanied by pore filling and ionic mesopore accessibility analysis is expected to deliver major insights into this interplay of nanoscale pore wetting and transport.

For a systematic understanding, we demonstrate a gradual adjustment of nanopore ionic accessibility by gradually tuning silica nanopore wettability using chemical vapor phase deposition of 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl dimethylchlorosilane. The mutual influence of wetting on liquid imbibition, condensation, and molecular transport as well as on heat transfer were studied by ellipsometry, cyclic voltammetry and boiling experiments, respectively.

A multi-methodical analytic approach was used to directly couple wetting properties of mesoporous silica thin films to ionic mesopore accessibility allowing us to determine two different ion transport mechanisms based on three defined wetting regimes as well as a threshold hydrophobicity suppressing pore accessibility. Furthermore, boiling experiments showed a clear increase in nucleation site density upon changing the wettability of the mesoporous surfaces from hydrophilic to hydrophobic. Hence, these results provide insights into the complex interplay of pore wall functionalization, wetting, and charge-dependent nanopore properties.

Typ des Eintrags:	Artikel
Erschienen:	2022
Autor(en):	Khalil, Adnan ; Zimmermann, Matthias ; Bell, Alena K. ; Kunz, Ulrike ; Hardt, Steffen ; Kleebe, Hans-Joachim ; Stark, Robert W. ; Stephan, Peter ; Andrieu-Brunsen, Annette
Art des Eintrags:	Zweitveröffentlichung
Titel:	Insights into the interplay of wetting and transport in mesoporous silica films
Sprache:	Englisch
Publikationsjahr:	2022
Ort:	Darmstadt
Publikationsdatum der Erstveröffentlichung:	2020
Verlag:	Elsevier
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe:	Journal of Colloid and Interface Science
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift:	560
Kollation:	32 Seiten
DOI:	10.26083/tuprints-00021740
URL / URN:	https://tuprints.ulb.tu-darmstadt.de/21740
Zugehörige Links:	Verlags-DOI
Herkunft:	Zweitveröffentlichungsservice
Kurzbeschreibung (Abstract):	The understanding and design of wetting-transport and wetting-charge-transport interplay in nanometer-sized pores is a still not fully understood key step in improving nanopore transport-related applications. A control of mesopore wettability accompanied by pore filling and ionic mesopore accessibility analysis is expected to deliver major insights into this interplay of nanoscale pore wetting and transport. For a systematic understanding, we demonstrate a gradual adjustment of nanopore ionic accessibility by gradually tuning silica nanopore wettability using chemical vapor phase deposition of 1H,1H,2H,2H-perfluorooctyl dimethylchlorosilane. The mutual influence of wetting on liquid imbibition, condensation, and molecular transport as well as on heat transfer were studied by ellipsometry, cyclic voltammetry and boiling experiments, respectively. A multi-methodical analytic approach was used to directly couple wetting properties of mesoporous silica thin films to ionic mesopore accessibility allowing us to determine two different ion transport mechanisms based on three defined wetting regimes as well as a threshold hydrophobicity suppressing pore accessibility. Furthermore, boiling experiments showed a clear increase in nucleation site density upon changing the wettability of the mesoporous surfaces from hydrophilic to hydrophobic. Hence, these results provide insights into the complex interplay of pore wall functionalization, wetting, and charge-dependent nanopore properties.
Freie Schlagworte:	Mesoporous silica thin films, Wettability, Ionic transport, Condensation, Imbibition
Status:	Postprint
URN:	urn:nbn:de:tuda-tuprints-217405
Sachgruppe der Dewey Dezimalklassifikatin (DDC):	500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
Fachbereich(e)/-gebiet(e):	11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Geowissenschaften 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Physikalische Metallkunde 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Physics of Surfaces 16 Fachbereich Maschinenbau 16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet für Technische Thermodynamik (TTD) DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich A: Generische Experimente DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich A: Generische Experimente > A02: Experimentelle Untersuchungen zur Koaleszenz und zum Aufriss von Tropfen auf festen Oberflächen - Leitkonfiguration Tropfen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich A: Generische Experimente > A07: Raman-spektroskopische Untersuchung des Massetransports und des Konzentrationsgefälles in Gemischen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen > C02: Skalenübergreifende Experimente zum Sieden komplexer Fluide an komplexen Oberflächen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 1194: Wechselseitige Beeinflussung von Transport- und Benetzungsvorgängen > Projektbereich C: Neue und verbesserte Anwendungen > C04: Dynamische Benetzungssteuerung und der Einfluss auf ionischen Stofftransport in mesoporöse Filme 07 Fachbereich Chemie 07 Fachbereich Chemie > Ernst-Berl-Institut 07 Fachbereich Chemie > Ernst-Berl-Institut > Fachgebiet Makromolekulare Chemie 16 Fachbereich Maschinenbau > Fachgebiet Nano- und Mikrofluidik (NMF)
Hinterlegungsdatum:	21 Jul 2022 13:11
Letzte Änderung:	26 Jul 2024 08:49
PPN:
Export:	Multiline CSVEndNoteIBW_RDAAtomASCII CitationDublin CoreHTML CitationBibTeXMODSRDF+XMLSimple MetadataT2T_XMLEP3 XMLJSON
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Verfügbare Versionen dieses Eintrags

• Insights into the interplay of wetting and transport in mesoporous silica films. (deposited 21 Jul 2022 13:11) [Gegenwärtig angezeigt]
  • Insights into the interplay of wetting and transport in mesoporous silica films. (deposited 16 Okt 2019 05:20)

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