Principen för hydrofoba/superhydrofoba beläggningar

Konventionella sol-gel-beläggningar framställdes med MTMOS och TEOS som silanprekursorer för att bilda ett jämnt, klart och tätt organiskt/oorganiskt nätverk på ett aluminiumlegeringssubstrat. Sådana beläggningar är kända för att ha utmärkt vidhäftning på grund av deras förmåga att bilda Al-O-Si-bindningar vid gränsytan beläggning/substrat.
Prov-II i denna studie representerar en sådan konventionell sol-gel-beläggning. För att minska ytenergin, och därmed öka hydrofobiciteten, inkorporerade vi en organo-silan innehållande en fluoroktylkedja, förutom MTMOS och TEOS (prov A). Alkylkedjor som innehåller fluoratomer är kända för att ge väsentlig hydrofobicitet. Sådana kedjor, när de är fästa till polymernätverket via flexibla siloxanbindningar, skulle ha en tendens att orientera sig vid ytan och därmed minska ytenergin hos beläggningarna, som visas i figur 1. Eftersom den hydrofoba egenskapen inte bara beror på den kemiska sammansättningen av ytan, men också påverkas av filmernas topografi, försökte vi producera beläggningar med olika grader av ytjämnhet. I prov B och C inkorporerades mikro- respektive nanokiselpartiklar för att skapa ytjämnhet som skulle öka hydrofobiciteten. Användningen av mikropartiklar (prov B) och mikro + nanopartiklar (prov C) användes för att förstå effekten av orienteringen av sådana partiklar på ytan, och därmed den resulterande hydrofobiciteten.

Figur 2 visar den schematiska representationen av hypotetiska yttopografier av beläggningar med och utan nano/mikropartiklar, och deras vattenkontaktvinkel på sådana ytor.