研究目的
开发可扩展、低成本且简单的制备方法,用于制造具有超疏水和抗反射性能的涂层,该涂层能抵抗水滴长期冲击的影响。
研究成果
研究表明,端基接枝聚合物可作为喷涂疏水纳米颗粒的优异界面材料,从而制备出兼具抗水冲击与减反射性能的超疏水涂层。这类涂层在光伏等领域具有应用前景,能满足高疏水性、透明性及耐久性的需求。
研究不足
该研究聚焦于端基接枝聚合物与疏水性纳米粒子在超疏水涂层中的相互作用。但其在不同环境条件下的可扩展性和长期耐久性尚未得到充分探究。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过将疏水纳米颗粒喷涂到经端基接枝聚合物修饰的基底上制备超疏水涂层,探究纳米颗粒与聚合物间的相互作用以实现具有高疏水性、透明度和抗水冲击性能的涂层。
2:样本选择与数据来源:
基底包括硅片和载玻片,使用氟硅烷功能化的疏水二氧化硅纳米颗粒。
3:实验设备与材料清单:
设备包含喷涂机、紫外臭氧腔室、旋涂仪及SEM、AFM、XPS和分光光度计等表征工具;材料包含羟基封端聚合物(PEG、P2VP、PS)和氟化二氧化硅纳米颗粒。
4:实验流程与操作步骤:
过程包括基底清洁、聚合物接枝、纳米颗粒沉积及多余颗粒去除,通过水冲击测试评估涂层性能。
5:数据分析方法:
采用接触角测量、光学透射率及水冲击测试对涂层的疏水性、透明度和机械耐久性进行表征。
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Silica nanoparticles
average diameter of 12 nm
Sigma-Aldrich
Used as the primary material for creating superhydrophobic coatings.
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tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyltrichlorosilane
Gelest
Used to functionalize silica nanoparticles to make them hydrophobic.
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Poly(ethylene glycol)
Mn = 35.0 kg/mol, PDI = 1.15
Polymer Source Inc.
Used as an end-grafted polymer to modify substrates for nanoparticle deposition.
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Poly(2-vinylpyridine)
Mn = 22.5 kg/mol, PDI = 1.09
Polymer Source Inc.
Used as an end-grafted polymer to modify substrates for nanoparticle deposition.
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Polystyrene
Mn = 22.0 kg/mol, PDI = 1.06
Polymer Source Inc.
Used as an end-grafted polymer to modify substrates for nanoparticle deposition.
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