مبدأ الطلاءات الكارهة للماء / فائقة المقاومة للماء

تم تحضير طلاءات sol-gel التقليدية باستخدام MTMOS و TEOS كسلائف سيلاني لتشكيل شبكة عضوية / غير عضوية ناعمة وواضحة وكثيفة على ركيزة من سبائك الألومنيوم. من المعروف أن مثل هذه الطلاءات لها التصاق ممتاز نظرًا لقدرتها على تكوين روابط Al-O-Si في واجهة الطلاء / الركيزة.
يمثل النموذج الثاني في هذه الدراسة طلاء هلام سول التقليدي. من أجل تقليل الطاقة السطحية ، وبالتالي زيادة كره الماء ، قمنا بدمج سيلان عضوي يحتوي على سلسلة فلوروكتيل ، بالإضافة إلى MTMOS و TEOS (العينة أ). من المعروف أن سلاسل الألكيل التي تحتوي على ذرات الفلور توفر مقاومة كبيرة للماء. عند توصيل هذه السلاسل بشبكة البوليمر عبر روابط السيلوكسان المرنة ، فإنها تميل إلى الاتجاه نحو السطح وبالتالي تقليل الطاقة السطحية للطلاءات ، كما هو موضح في الشكل 1. نظرًا لأن الخاصية الكارهة للماء لا تعتمد فقط على التركيب الكيميائي من السطح ، ولكن أيضًا متأثرًا بتضاريس الأفلام ، حاولنا إنتاج طلاءات بدرجات متفاوتة من خشونة السطح. في العينات B و C ، تم دمج الجزيئات الدقيقة والنانو سيليكا ، على التوالي ، لخلق خشونة السطح التي من شأنها أن تعزز الكراهية للماء. تم استخدام الجسيمات الدقيقة (العينة B) والجسيمات النانوية الدقيقة (العينة C) لفهم تأثير اتجاه هذه الجسيمات على السطح ، وبالتالي ، الكراهية للماء الناتجة.

يوضح الشكل 2 التمثيل التخطيطي للتضاريس السطحية المفترضة للطلاء مع وبدون جزيئات نانوية / دقيقة ، وزاوية ملامستها للماء على هذه الأسطح.