Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Vật liệu Cu siêu kỵ nước với độ bền, tính ổn định và khả năng tái sinh xuất sắc dựa trên sự tương đồng tự nhiên
Tóm tắt
Các vật liệu siêu kỵ nước đã tạo ra sự quan tâm rộng rãi do triển vọng ứng dụng đa dạng. Tuy nhiên, tính siêu kỵ nước của các bề mặt siêu kỵ nước nhân tạo dễ bị mất đi và điều này đã gây ra mối quan ngại phổ biến. Trong công trình này, các vật liệu siêu kỵ nước dựa trên Cu với sự tương đồng tự nhiên về kết cấu và thành phần cả bên ngoài và bên trong đã được chế tạo bằng một phương pháp đơn giản và thân thiện với môi trường. Các vật liệu dựa trên Cu được chế tạo không chỉ thể hiện tính siêu kỵ nước xuất sắc, mà còn cho thấy khả năng chống lại nhiều loại chất lỏng, khả năng chống tia UV và tính ổn định lưu trữ vượt trội, cũng như khả năng chịu đựng pH rộng rãi. Quan trọng hơn, các mẫu vật liệu được chế tạo có khả năng tái tạo tính siêu kỵ nước xuất sắc một khi đã bị phá hủy do ma sát, trầy xước hoặc bám bẩn. Ngoài ra, các vật liệu siêu kỵ nước dựa trên Cu còn mang lại hiệu suất tự làm sạch tuyệt vời và các chất ô nhiễm khó bám dính vào bề mặt vật liệu. Ngay cả khi một số chất ô nhiễm đã bám vào bề mặt, chúng có thể dễ dàng được làm sạch bằng cách lăn các giọt nước. Các vật liệu Cu siêu kỵ nước với sự tương đồng tự nhiên trong kết cấu và thành phần cả bên ngoài và bên trong đã được chuẩn bị. Các vật liệu siêu kỵ nước đã được chế tạo thể hiện khả năng chống lại nhiều loại chất lỏng xuất sắc, khả năng chống tia UV và tính ổn định lưu trữ, khả năng chịu đựng pH rộng rãi và hiệu suất tự làm sạch. Quan trọng hơn, các vật liệu khối thể hiện khả năng tái sinh tính siêu kỵ nước xuất sắc một khi bề mặt đã bị phá hủy do ma sát, trầy xước hoặc bám bẩn.
Từ khóa
#vật liệu siêu kỵ nước #Cu #tương đồng tự nhiên #độ bền #khả năng tái sinh #khả năng chống tia UV #hiệu suất tự làm sạchTài liệu tham khảo
L. Feng, Z. Yan, X. Shi et al., Anti-icing/frosting and self-cleaning performance of superhydrophobic aluminum alloys. Appl. Phys. A 124(2), 142 (2018)
B.J. Li, M. Zhou, W. Zhang et al., Comparison of structures and hydrophobicity of femtosecond and nanosecond laser-etched surfaces on silicon. Appl. Surf. Sci. 263(24), 45–49 (2012)
Liang Tong Yinting, Hu Yan, Wu Peishi, A self-Assembly and high-robustness super-hydrophobic coating based on waste marble powder. Mater. Trans. 57, 2127–2131 (2016)
S.Y. Niu, Y.J. Fang, R. Qiu, Z.H. Qiu, Y.M. Xiao, P. Wang et al., Superhydrophobic film based on Cu-dodecanethiol complex: preparation and corrosion inhibition for Cu. Colloids Surf. A 550, 65–73 (2018)
Q. Zhu, Q. Pan, F. Liu, Facile removal and collection of oils from water surfaces through superhydrophobic and superoleophilic sponges. J. Phys. Chem. C 115(35), 17464–17470 (2011)
M.H. Kwon, H.S. Shin, C.N. Chu, Fabrication of a super-hydrophobic surface on metal using laser ablation and electrodeposition. Appl. Surf. Sci. 288, 222–228 (2014)
S. Zheng, C. Li, Q. Fu et al., Development of stable superhydrophobic coatings on aluminum surface for corrosion-resistant, self-cleaning, and anti-icing applications. Mater. Des. 93, 261–270 (2016)
Y. Wu, S. Jia, S. Wang, Y. Qing, N. Yan, Q. Wang et al., A facile and novel emulsion for efficient and convenient fabrication of durable superhydrophobic materials. Chem. Eng. J. 328, 401–439 (2017)
W. Zhou, G. Li, L. Wang, Z. Chen, Y. Lin, A facile method for the fabrication of a superhydrophobic polydopamine-coated copper foam for oil/water separation. Appl. Surf. Sci. 5, 413 (2017)
J. Li, F. Du, X.L. Liu, Z.H. Jiang, L.Q. Ren, Superhydrophobicity of bionic alumina surfaces fabricated by hard anodizing. J. Bionic Eng. 8(4), 369–374 (2011)
N. Karthik, T.N.J.I. Edison, Y.R. Lee, M.G. Sethuraman, Fabrication of corrosion resistant mussel-yarn like superhydrophobic composite coating on aluminum surface. J Taiwan Inst Chem Eng 77, 302–310 (2017)
K.K. Meng, Y. Jiang, Z.H. Jiang, J.S. Lian, Q. Jiang, Cu surfaces with controlled structures: from intrinsically hydrophilic to apparently superhydrophobic. Appl. Surf. Sci. 290, 320–326 (2014)
Y.M. Zheng, X.F. Gao, L. Jiang, Directional adhesion of superhydrophobic butterfly wings. Soft Matter 3(2), 178–182 (2007)
W. Barthlott, C. Neinhuis, Purity of the sacred lotus, or escape from contamination in biological surfaces. Planta 202(1), 1–8 (1997)
Z.W. He, Z.L. Zhang, J.Y. He, CuO/Cu based superhydrophobic and self-cleaning surfaces. Scripta Mater. 118, 60–64 (2016)
P. Wang, D. Zhang, R. Qiu et al., Green approach to fabrication of a super-hydrophobic film on copper and the consequent corrosion resistance. Corros. Sci. 80(80), 366–373 (2014)
B.B. Zhang, Y.T. Li, B.R. Hou, One-step electrodeposition fabrication of a superhydrophobic surface on an aluminum substrate with enhanced self-cleaning and anticorrosion properties. RSC Adv 5(121), 100000–100010 (2015)
P. Wang, R. Qiu, D. Zhang, Z. Lin, B. Hou, Fabricated super-hydrophobic film with potentiostatic electrolysis method on copper for corrosion protection. Electrochim. Acta 56(1), 517–522 (2010)
L. Feng, H. Zhang, Z. Wang, Y. Liu, Superhydrophobic aluminum alloy surface: fabrication, structure, and corrosion resistance. Colloids Surf. A 441, 319–325 (2014)
P. Gupta, F. Fang, S. Rubanov et al., Decorative black coatings on titanium surfaces based on hard bi-layered carbon coatings synthesized by carbon implantation. Surf. Coat. Technol. 358, 386–393 (2018)
K. Elayaraja, P. Rajesh, M. Joshy et al., Enhancement of wettability and antibiotic loading/release of hydroxyapatite thin film modified by 100 MeV Ag7+ ion irradiation. Mater. Chem. Phys. 134, 464–477 (2012)
Smith J, Leveneur J, Kennedy J. Design of intelligent surfaces for energy intensive processing industry. In: MATEC Web of Conferences, 2018, p 185
A.V. Rao, S.S. Latthe, S.A. Mahadik, C. Kappenstein, Mechanically stable and corrosion resistant superhydrophobic sol-gel coatings on copper substrate. Appl. Surf. Sci. 257(13), 5772–5776 (2011)
S.H. Liu, X.J. Liu, S.S. Latthe, L. Gao, S. An, S.S. Yoon et al., Self-cleaning transparent superhydrophobic coatings through simple sol-gel processing of fluoroalkylsiloxane. Appl. Surf. Sci. 351, 897–903 (2015)
N. Yokoi, K. Manabe, M. Tenjimbayashi, S. Shiratori, Optically transparent superhydrophobic surfaces with enhanced mechanical abrasion resistance enabled by mesh structure. ACS Appl. Mater. Interfaces. 7(8), 4809–4816 (2015)
A.M. Emelyanenko, F.M. Shagieva, A.G. Domantovsky, L.B. Boinovich, Nanosecond laser micro- and nanotexturing for the design of a superhydrophobic coating robust against long-term contact with water, cavitation, and abrasion. Appl. Surf. Sci. 332, 513–517 (2015)
L.B. Feng, L.B. Zhao, X.H. Qiang et al., Fabrication of superhydrophobic copper surface with excellent corrosion resistance. Appl. Phys. A 119(1), 75–83 (2015)
A. Sarkar, A.M. Kietzig, Design of a robust superhydrophobic surface: thermodynamic and kinetic analysis. Soft Matter 11(10), 1998–2007 (2015)
D. Kumar, L. Li, Z. Chen, Mechanically robust polyvinylidene fluoride (PVDF) based superhydrophobic coatings for self-cleaning applications. Prog. Org. Coat. 101, 385–390 (2016)
L. Ionov, A. Synytska, Self-healing superhydrophobic materials. Phys. Chem. Chem. Phys. 14(30), 10497–10502 (2012)
L.B. Feng, M. Yang, X.T. Shi et al., Copper-based superhydrophobic materials with long-term durability, stability, regenerability, and self-cleaning property. Colloids Surf. A 508, 39–47 (2016)
J.H. Lee, E.J. Park, D.H. Kim, M.-G. Jeong, Y.D. Kim, Superhydrophobic surfaces with photocatalytic activity under UV and visible light irradiation. Catal. Today 260, 32–38 (2016)