一步“绿色”操作，搞定复杂表面的超疏水涂层

超疏水镀层可以授予原材料表层与众不同的自清理、抗污等特点，在深海耐污镀层、防冰镀层、诊疗防病菌黏附镀层及其管路减阻镀层等各个领域获得普遍的运用。根据原材料表层微结构不光滑构造和原材料表面两层面的管控，生物学家在超疏水表层构建层面发展趋势了众多对策并得到了一系列成效。在其中，化学气相沉积、物理学气相色谱堆积、水蒸汽相堆积、喷漆或旋涂等技术性常见于底材装饰以构建超疏水表层。可是，以上对策多必须有毒副作用的材质和专用型的机器设备，巨大的限定了其使用范畴。

近日，韩新日铁科技学院Woonbong Hwang专家教授仅以聚二甲基硅氧烷（PDMS）和硝酸钾（AB）为原材料，根据一步法简单完成了3D繁杂构造底材表层性能卓越超疏水镀层的翠绿色、零污染制取。该对策制取的PDMS基超疏水镀层具备优越的耐用性，底材普遍意义强，而且可以完成超疏水/超吸水性图案化表层的构建。

PDMS基超疏水镀层的构建全过程及外貌表现。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

PDMS在230 ℃高溫下产生气化后可以与氢氧化物反映，达到目标底材表层疏水层的构建，可是高溫标准要求其具体运用。为处理高溫问题，科学研究工作人员采用AB为协助实验试剂，根据80 ℃标准下AB分解反应生产制造汽体做为媒介与PDMS产生气相色谱，帮助PDMS与总体目标底材开展反映。PDMS水解反应产生硅醇官能团，硅醇官能团与底材表层官能团共价化合物接产生平稳的亲水性镀层。SEM检测表明，该对策产生的分子结构级薄厚PDMS亲水性镀层不会影响元器件表层的原始外貌。

PDMS镀层表层疏水性管控。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

与此同时，研究表明原材料表层生成的PDMS镀层其疏水性可根据AB/PDMS成分及反映堆积時间两层面要素开展管控。当AB:PDMS做到2:1、堆积時间超出90 min时，镀层表层水表面张力CA约162.6 ± 3.7°，表面张力落后HA约6.2 ±2.4°，抵达超疏水情况。

有机溶剂预浸及UV辐照度后镀层外貌及功能测试。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

PDMS层与底材存有共价化合物联接，促使镀层可以承受己烷、甲苯等正负极/非极性溶剂。各自通过己烷预浸、甲苯预浸和UV辐照度5天之后，镀层表层仍维持出色的超疏水特点。除此之外，该科研成果根据AB分解反应协助气相色谱PDMS在底材堆积产生超疏水镀层，使其对不一样样子、规格的元器件表层改性材料具备良好的普遍意义；进一步根据UV/活性氧ps选区解决可完成超疏水/超亲水性图案化表层的简单构建。

繁杂构造元器件表层PDMS镀层的构建。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

除此之外，该PDMS超疏水镀层可以完成具备纳米线构造金属片表层、金属钛表层、不锈钢板表皮等不一样材料底材表层的超疏水改性材料；网状基材表层构建PDMS超疏水镀层后可以运用于油水分离器。

PDMS镀层的底材普遍意义以及油水分离器运用。图片出处：ACS Appl. Mater. Interfaces

汇总

该科学研究采用以易分解反应的硝酸钾为协助实验试剂，简单的完成了超低温标准下（80 ℃）PDMS在原材料底材的液相堆积。该对策所构建PDMS超疏水镀层具备优越的耐化学性、抗老化性及其底材普遍意义。该科研成果将巨大的扩展PDMS基超疏水镀层的真实运用。

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One-Step Eco-Friendly Superhydrophobic Coating Method Using Polydimethylsiloxane and Ammonium Bicarbonate 

Seongmin Kim, Jeong-Won Lee, Woonbong Hwang*

ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, 12, 28869–28875, DOI: 10.1021/acsami.0c06697

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