Nguyên tắc của lớp phủ kỵ nước / siêu kỵ nước

Các lớp phủ sol-gel thông thường được pha chế bằng cách sử dụng MTMOS và TEOS làm tiền chất silan để tạo thành một mạng lưới hữu cơ / vô cơ mịn, rõ ràng và dày đặc trên nền hợp kim nhôm. Những lớp phủ như vậy được biết là có độ bám dính tuyệt vời do khả năng hình thành liên kết Al-O-Si tại bề mặt lớp phủ / bề mặt.
Mẫu-II trong nghiên cứu này đại diện cho một lớp phủ sol-gel thông thường. Để giảm năng lượng bề mặt và do đó tăng tính kỵ nước, chúng tôi đã kết hợp một organo-silan chứa chuỗi fluorooctyl, ngoài MTMOS và TEOS (mẫu A). Các chuỗi alkyl có chứa các nguyên tử flo được biết là cung cấp tính kỵ nước đáng kể. Các chuỗi như vậy, khi được gắn vào mạng polyme thông qua liên kết siloxan linh hoạt, sẽ có xu hướng định hướng ở bề mặt và do đó làm giảm năng lượng bề mặt của các lớp phủ, như được mô tả trong Hình 1. Vì tính chất kỵ nước không chỉ phụ thuộc vào thành phần hóa học bề mặt, nhưng cũng bị ảnh hưởng bởi địa hình của màng, chúng tôi đã cố gắng sản xuất các lớp phủ với các mức độ nhám bề mặt khác nhau. Trong các mẫu B và C, các hạt vi mô và nanosilica tương ứng được kết hợp để tạo ra độ nhám bề mặt giúp tăng cường tính kỵ nước. Việc sử dụng vi hạt (mẫu B) và vi hạt nano + (mẫu C) đã được sử dụng để hiểu tác động của định hướng của các hạt như vậy trên bề mặt, và do đó, kết quả là tính kỵ nước.

Hình 2 cho thấy biểu diễn giản đồ của địa hình bề mặt giả thuyết của các lớp phủ có và không có nano / vi hạt, và góc tiếp xúc với nước của chúng trên các bề mặt đó.