불소화된 크세로겔과 실리카 입자의 결합으로 이루어진 간단한 방법의 초소수성 표면 코팅 제작 Simple and Facile Technique to Prepare superhydrophobic surface coatings via combinational use of perfluorinated Xerogels and silica Particles원문보기
초소수성 (superhydrophobic) 표면은 150° 이상의 높은 접촉각 contact angle) 연꽃잎에서 관찰할 수 있다. 이 같은 표면은 조금만 기울여도 물방울이 미끄러지지 않고 원형을 유지한 체 구르면서 표면의 이물질을 제거하는 자가세정 (self-cleaning)효과를 가지고 있어 일상생활 및 여러 산업 분야에 응용이 기대되고 있으며 이에 따라 높은 접촉각을 갖는 초소수성 표면 구현에 대한 연구에 관심이 집중되고 있다. 일반적으로 초소수성 표면은 불소가 치환된 알킬화합물, 사슬의 길이가 긴 지방산 등을 이용하여 표면에너지를 낮추거나 표면을 나노 또는 마이크로 구조를 형성하여 만들 수 있다. 나노 또는 마이크로 구조를 형성하는 방법으로는 사진식각공정 (...
초소수성 (superhydrophobic) 표면은 150° 이상의 높은 접촉각 contact angle) 연꽃잎에서 관찰할 수 있다. 이 같은 표면은 조금만 기울여도 물방울이 미끄러지지 않고 원형을 유지한 체 구르면서 표면의 이물질을 제거하는 자가세정 (self-cleaning)효과를 가지고 있어 일상생활 및 여러 산업 분야에 응용이 기대되고 있으며 이에 따라 높은 접촉각을 갖는 초소수성 표면 구현에 대한 연구에 관심이 집중되고 있다. 일반적으로 초소수성 표면은 불소가 치환된 알킬화합물, 사슬의 길이가 긴 지방산 등을 이용하여 표면에너지를 낮추거나 표면을 나노 또는 마이크로 구조를 형성하여 만들 수 있다. 나노 또는 마이크로 구조를 형성하는 방법으로는 사진식각공정 (photolithography), 다공성 고분자 (mesoporous polymer), 표면 에칭 (surface etching), 플라즈마 증착 (plasma deposition), 화학적 박막 성장 (chemical vapor deposition), 계층적인 증착 (layer-by-layer) 등을 이용한다. 하지만 이러한 방법들은 종종 매우 까다로운 제작 공정을 필요로 하고, 초소수성 표면을 제작할 수 있는 표면의 종류가 한계가 있다는 단점을 갖고 있다. II 이번 실험에서는 졸-겔 (sol-gel) 공정을 기반으로 하여, 불소화된 크세로겔 (xerogel)과 실리카 입자의 결합으로 이루어진 초소수성 표면을 제작하였다. 이렇게 제작된 초소수성 표면 제작과정은 이 전의 연구들에 비해 매우 간단하며, 다양한 표면에 적용 가능하다는 장점을 갖고 있다. 이렇게 제작된 초소수성 표면이 박테리아 흡착 방지에 매우 효과가 있음을 확인 하였다. 더 나아가 스프레이 코팅 방법을 이용, 코팅 방법을 발전시켜 넓은 표면에 코팅이 가능하며 물리적으로 더욱 안정하고 다양한 substrate (예를 들면, 종이, 세라믹 판, 섬유, 알루미늄 판, 폴리에틸렌 펠레플레이트판)에 적용 가능한 초소수성 표면 코팅 제작기술을 개발 하였다.
초소수성 (superhydrophobic) 표면은 150° 이상의 높은 접촉각 contact angle) 연꽃잎에서 관찰할 수 있다. 이 같은 표면은 조금만 기울여도 물방울이 미끄러지지 않고 원형을 유지한 체 구르면서 표면의 이물질을 제거하는 자가세정 (self-cleaning)효과를 가지고 있어 일상생활 및 여러 산업 분야에 응용이 기대되고 있으며 이에 따라 높은 접촉각을 갖는 초소수성 표면 구현에 대한 연구에 관심이 집중되고 있다. 일반적으로 초소수성 표면은 불소가 치환된 알킬화합물, 사슬의 길이가 긴 지방산 등을 이용하여 표면에너지를 낮추거나 표면을 나노 또는 마이크로 구조를 형성하여 만들 수 있다. 나노 또는 마이크로 구조를 형성하는 방법으로는 사진식각공정 (photolithography), 다공성 고분자 (mesoporous polymer), 표면 에칭 (surface etching), 플라즈마 증착 (plasma deposition), 화학적 박막 성장 (chemical vapor deposition), 계층적인 증착 (layer-by-layer) 등을 이용한다. 하지만 이러한 방법들은 종종 매우 까다로운 제작 공정을 필요로 하고, 초소수성 표면을 제작할 수 있는 표면의 종류가 한계가 있다는 단점을 갖고 있다. II 이번 실험에서는 졸-겔 (sol-gel) 공정을 기반으로 하여, 불소화된 크세로겔 (xerogel)과 실리카 입자의 결합으로 이루어진 초소수성 표면을 제작하였다. 이렇게 제작된 초소수성 표면 제작과정은 이 전의 연구들에 비해 매우 간단하며, 다양한 표면에 적용 가능하다는 장점을 갖고 있다. 이렇게 제작된 초소수성 표면이 박테리아 흡착 방지에 매우 효과가 있음을 확인 하였다. 더 나아가 스프레이 코팅 방법을 이용, 코팅 방법을 발전시켜 넓은 표면에 코팅이 가능하며 물리적으로 더욱 안정하고 다양한 substrate (예를 들면, 종이, 세라믹 판, 섬유, 알루미늄 판, 폴리에틸렌 펠레플레이트판)에 적용 가능한 초소수성 표면 코팅 제작기술을 개발 하였다.
Non-wettable surfaces with high water contact angles (so-called super-hydrophobic nature) have received tremendous attention in recent years. Numerous studies have confirmed that combination of micrometer-scale and nanometer-scale roughness, along with a low surface energy material leads to apparent...
Non-wettable surfaces with high water contact angles (so-called super-hydrophobic nature) have received tremendous attention in recent years. Numerous studies have confirmed that combination of micrometer-scale and nanometer-scale roughness, along with a low surface energy material leads to apparent contact angle >150°, a low sliding angle and the self-cleaning effect. Various methods have been proposed to fabricate super-hydrophobic surfaces mimicking the lotus surface structure, including photolithography, mesoporous polymer, surface etching, plasma deposition, chemical vapor deposition, and layer-by-layer assembly. These methods often require harsh synthetic conditions and complex fabrication techniques, thus limiting the IV substrate type and geometry that may be coated. Herein, we describe a simple and facile synthesis of superhydrophobic surface coatings via combinational use of perfluorinated xerogels and silica particles. And to evaluate anti-biofouling propensity, the coatings are exposed to bacterial solutions (i.e., 108 CFU/mL of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus) under flowing conditions. Furthermore, the performance of a spray- coating technique on surface hydrophobicity and stability is discussed. It is demonstrated that our synthesized superhydrophobic coatings can be easily applied to various substrates (i.e., paper, ceramic plate, fabric, aluminum plate, PETE plate).
Non-wettable surfaces with high water contact angles (so-called super-hydrophobic nature) have received tremendous attention in recent years. Numerous studies have confirmed that combination of micrometer-scale and nanometer-scale roughness, along with a low surface energy material leads to apparent contact angle >150°, a low sliding angle and the self-cleaning effect. Various methods have been proposed to fabricate super-hydrophobic surfaces mimicking the lotus surface structure, including photolithography, mesoporous polymer, surface etching, plasma deposition, chemical vapor deposition, and layer-by-layer assembly. These methods often require harsh synthetic conditions and complex fabrication techniques, thus limiting the IV substrate type and geometry that may be coated. Herein, we describe a simple and facile synthesis of superhydrophobic surface coatings via combinational use of perfluorinated xerogels and silica particles. And to evaluate anti-biofouling propensity, the coatings are exposed to bacterial solutions (i.e., 108 CFU/mL of Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus) under flowing conditions. Furthermore, the performance of a spray- coating technique on surface hydrophobicity and stability is discussed. It is demonstrated that our synthesized superhydrophobic coatings can be easily applied to various substrates (i.e., paper, ceramic plate, fabric, aluminum plate, PETE plate).
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