研究目的
采用经济高效且省时的溶胶-凝胶法制备具有减反射和超疏水双重功能的SiO2-DMS涂层。
研究成果
SiO2-DMS涂层成功结合了减反射与超疏水特性,水接触角达153°,水滑移角小于10°,在300-800纳米波长范围内平均透光率达96.07%。这种经济高效且快速的制备方法适用于潮湿环境中的光学器件,未来研究可能聚焦于耐久性及更广泛的应用领域。
研究不足
该论文未明确提及局限性,但潜在的优化方向可能包括溶胶-凝胶法的可扩展性、涂层的长期稳定性以及在极端环境条件下的性能表现。
1:实验设计与方法选择:
实验采用溶胶-凝胶法制备二氧化硅纳米颗粒,并通过溶剂热法用六甲基二硅氮烷(HMDS)进行改性以实现超疏水性。采用旋涂法制备涂层。
2:样品选择与数据来源:
样品包括二氧化硅涂层、二氧化硅-DMS涂层及裸玻璃作为对照。数据来源于光学透射光谱、水接触角测量、扫描电子显微镜、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱。
3:实验设备与材料清单:
材料包括正硅酸乙酯、氢氧化铵、无水甲醇、盐酸、六甲基二硅氮烷和己烷。设备包括紫外-可见分光光度计(UV-3600,岛津)、KRUSS DSA100接触角系统、扫描电子显微镜(SEM,Sigma 500)、原子力显微镜(AFM,NT MDT Solver Nano)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR,赛默飞世尔科技Nicolet iS10)和X射线光电子能谱仪(XPS,赛默飞世尔科技ESCALAB 250Xi)。
4:0)、原子力显微镜(AFM,NT MDT Solver Nano)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR,赛默飞世尔科技Nicolet iS10)和X射线光电子能谱仪(XPS,赛默飞世尔科技ESCALAB 250Xi)。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将正硅酸乙酯和氢氧化铵溶于甲醇,加入盐酸并搅拌,再加入更多氢氧化铵形成凝胶,用甲醇稀释后超声处理,制得二氧化硅溶胶。将HMDS、己烷和二氧化硅溶胶按特定比例混合,在80°C下反应10小时,制得二氧化硅-DMS溶胶。旋涂法制备涂层,二氧化硅涂层转速为5000 rpm,二氧化硅-DMS涂层转速为6000 rpm。
5:数据分析方法:
使用指定仪器分析透射率、接触角、表面形貌和化学成分等数据。
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UV-visible spectrophotometer
UV-3600
Shimadzu
To determine the transmission spectra of the samples
-
Fourier transform infrared spectrometer
Nicolet iS10
Thermo Scientific
To obtain chemical composition based on FT-IR spectra
-
X-ray photoelectron spectroscope
ESCALAB 250Xi
Thermo Scientific
To analyze elements and functional groups
-
angle system
DSA100
KRUSS
To measure water contact angle and water slide angle
-
scanning electron microscope
Sigma 500
Germany
To observe the surface topography of the samples
-
atomic force microscope
Solver Nano
NT MDT
To observe the surface topography of the samples
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