Nat. Commun.: 化学计量硅烷化实现多功能超疏水涂层

Glenn

2021-02-13

超疏水涂层在不同领域具有巨大的应用潜力，通常通过增加纳米粗糙度和降低表面张力来实现。受理想纳米结构模板或复杂制造程序的限制，寻找易于制造且在实际应用中耐用的超疏水涂层，对学术界和工业界来说仍然是一项挑战。在此，加拿大西蒙菲莎大学Hua-Zhong Yu团队报告了一种非常规方案，开发的超疏水涂层技术基于有机硅烷的非常规、化学计量控制的聚集，有望为实际应用提供工业规模的多功能、可扩展的表面改性方法。

本文要点：

（1）技术基于长链有机硅烷与水的单步化学计量控制反应，该反应产生可分散在工业溶剂(作为涂料混合物)中的微米至纳米级分级硅氧烷聚集体。

（2）通过简单地浸渍或喷涂涂料混合物，已经在各种成分和尺寸的固体材料上获得了优异的超疏水性(超高水接触角> 170°和超低滑动角< 1°)。

（3）由于在生产过程中没有复杂的仪器和昂贵的材料，用涂覆方法生产大的防水表面的成本很低。据估计，可生产100公斤以上的涂层溶液，成本约为300美元。此外，该方案基于有机硅烷的相当简单且温和的水解/缩合反应。唯一的副产物是氯化氢，它可以被回收用于生产前驱体。因此，原则上，对环境的影响最小，保证了大规模的工业生产。

参考文献：

Lishen Zhang, Alvin G. Zhou, Brigitta R. Sun, Kennedy S. Chen1& Hua-Zhong Yu, Functional and versatile superhydrophobic coatings via stoichiometric silanization, Nature Communications, 2021.

DOI: 10.1038/s41467-021-21219-y

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