Właściwości hydrofobowe cienkich warstw żelowych domieszkowanych tlenkiem cynku

• Autorzy: Zontek J. , Wasylak J.

Warianty tytułu

EN

Hydrophobic properties of thin gel layers doped with zinc oxide

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy podjęto próbę oceny wpływu matrycy cienkich warstw żelowych na właściwości hydrofobowe. Powłoki hydrofobowe domieszkowane tlenkiem cynku zostały otrzymane metodą zol-żel z elektrostatycznym osadzaniem. Do syntezy wykorzystano prekursory zawierające w swoim składzie zarówno krzem, jak i tytan: TEOS (tetraetyloortokrzemian), TEOT (tetraetyloortotytanian) i PDMS (polidimetylosiloksan). Następnie do wybranych matryc wprowadzono tlenek cynku w postaci nanoproszku. Otrzymane cienkie powłoki na szkle sodowo-wapniowo-krzemianowym charakteryzowały się wysokim poziomem przepuszczalności fali świetlnej w zakresie 250-1050 nm, co zostało potwierdzone badaniem UV-VIS przy użyciu spektrofotometru Jasco V 660. Otrzymane metodą zol-żel powłoki charakteryzowały się podwyższonymi właściwościami hydrofobowymi, co potwierdzono badaniem kąta zwilżania, które dało wartość 105° w przypadku próbki z dodatkiem PDMS-u. Obserwacja powierzchni próbek przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego wraz z analizą EDAX potwierdziła nanokrystalizację związków hydrofobowych na powierzchni cienkich warstw.

EN

Hydrophobic coatings doped with zinc oxides were prepared by sol-gel technique, electrostatic deposition on glass soda-calcium-silicate. For the synthesis of a matrix, the following precursors, containing both silicon and titanium were used: TEOS (tetraethyl orthosilicate), TEOT (tetraethyl orthotytanate), PDMS (polydimethylsiloxane). Then, all matrices were doped with zinc oxide nano-powders. The obtained thin films showed high transmittance in the range 250-1050 nm, which was determined by UV-VIS measurements performed by using a Jasco V 660 spectrometer. All coatings had increased hydrophobic properties, as confirmed by the contact angle examinations. The layer originated from PDMS had a contact angle of 105°. The microstructure of all samples was observed by a scanning electron microscope equipped with an EDX detector. The SEM observations confi rmed nano-cystallization of hydrophobic compounds on the surface of the thin layers.

Słowa kluczowe

PL

powłoka funkcyjna; szkło; PDMS; metoda zol-żel; kąt zwilżania

EN

glass; function coating; PDMS; sol-gel method; contact angle

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 2
• Strony: 244--247
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Zontek J.

autor

Wasylak J.

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii materiałowej i Ceramiki, KTSiPA, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Watanabe K., Udagawa Y., Udagawa H.: „Drag reduction of Newtonian fluid in a circular pipe with a highly waterrepellent wall”, Journal of Fluid Mechanics, 381, (1999), 225-238.
• [2] Kako T., Nakajima A., Irie H., Kato Z., Uematsu K., Watanabe T., Hashimoto K.: „Adhesion and sliding of wet snow on a super-hydrophobic surface with hydrophilic channels”, J. Mater. Sci., 39, (2004), 547-555.
• [3] Miwa M., Nakajima A., Fujishima A., Hashimoto K., Watanabe T.: „Effects of the surface roughness on sliding angles of water droplets on super-hydrophobic surfaces”, Langmuir, 16, (2000), 5754-5760.
• [4] Zhai L., Berg M. C., Cebeci F. C., Kim Y., Milwid J. M., Rubner M.F., Cohen R. E.: „Patterned super-hydrophobic surfaces:toward a synthetic mimic of the Namib desert beetle”, Nano Letters, 6, (2006), 1213-1217.
• [5] Gao X. F., Jiang L.: „Water-repellent legs of water striders”, Nature, 432, (2004), 36-36.
• [6] Barthlott W., Neinhuis C.: „Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces”, Planta, 202, (1997), 1-8.
• [7] Feng L., Li S. H., Li Y. S., Li H. J., Zhang L. J., Zhai J., Song Y. L., Liu B. Q., Jiang L., Zhu D.B.: „Super-hydrophobic surfaces: From natural to artificial”, Advanced Materials, 14, (2002), 1857-1860.
• [8] Yang S. Y., Chen S., Tian Y., Feng C., Chen L.: „Facile transformation of a native polystyrene film into a stable superhydrophobic surface via sol-gel process”, Chemistry of Materials, 20, (2008), 1233-1235.
• [9] Ma M. L., Mao Y., Gupta M., Gleason K. K., Rutledge G. C.: „Super-hydrophobic fabrics produced by electrospinning and chemical vapor deposition”, Macromolecules, 38, (2005), 9742-9748.
• [10] Jin M. H., Feng X. J., Xi J. M., Zhai J., Cho K. W., Feng L., Jiang L.: „Super-hydrophobic PDMS surface with ultralow adhesive force”, Macromolecular Rapid Communications, 26, (2005), 1805-1809.
• [11] Shiu J. Y., Kuo C. W., Chen P. L., Mou C. Y.: „Fabrication of tunable super-hydrophobic surfaces by nanosphere lithography”, Chem. Mater., 16, (2004), 561-564.
• [12] Blossey R.: „Self-cleaning surfaces-virtual realities, Nature Materials, 2, (2003), 301-306.
• [13] Su C. H., Li J., Geng H. B., Wang Q. J., Chen Q. M.: „Fabrication of an optically transparent super-hydrophobic surface via embedding nano-silica”, Applied Surface Science, 253, (2006), 2633-2636.
• [14] Yamanaka M., Sada K., Miyata M., Hanabusa K., Nakano K.: „Construction of supehydrophobic surfaces by fibrousaggregation of perfluoroalkyl chain-containing organogelators”, Chemical Communications, 21, (2006), 2248- 2250.