A hidrofób/szuperhidrofób bevonatok elve

A hagyományos szol-gél bevonatokat MTMOS és TEOS szilán prekurzorok felhasználásával állítottuk elő, hogy sima, tiszta és sűrű szerves/szervetlen hálózatot alkossanak alumíniumötvözet hordozón. Ismeretes, hogy az ilyen bevonatok kiváló tapadásúak, mivel képesek Al-O-Si kötéseket kialakítani a bevonat/hordozó felület határfelületén.
Ebben a vizsgálatban a II. minta egy ilyen hagyományos szol-gél bevonatot képvisel. A felületi energia csökkentése, és ezáltal a hidrofóbicitás növelése érdekében az MTMOS és a TEOS mellett fluoroktil láncot tartalmazó organo-szilánt is beépítettünk (A minta). A fluoratomokat tartalmazó alkilláncokról ismert, hogy jelentős hidrofób hatást biztosítanak. Az ilyen láncok, ha rugalmas sziloxán kötésekkel kapcsolódnak a polimer hálózathoz, hajlamosak a felületen orientálódni, és ezáltal csökkenteni a bevonatok felületi energiáját, amint azt az 1. ábra mutatja. Mivel a hidrofób tulajdonság nem csak a kémiai összetételtől függ. a felületre, de a filmek topográfiája is befolyásolja, hogy különböző fokú felületi érdességű bevonatokat próbáltunk előállítani. A B és C mintákban mikro- és nanoszilícium-dioxid részecskéket építettek be, hogy olyan felületi érdességeket hozzanak létre, amelyek fokozzák a hidrofób hatást. Mikrorészecskéket (B minta) és mikro + nanorészecskéket (C minta) használtunk, hogy megértsük az ilyen részecskék felületi orientációjának hatását, és ezáltal az ebből eredő hidrofóbitást.

A 2. ábra a nano/mikrorészecskéket tartalmazó és anélküli bevonatok feltételezett felületi topográfiáinak sematikus ábrázolását, valamint az ilyen felületeken a vízzel való érintkezési szögüket mutatja be.