Leichte Herstellung einer biomimetischen superoleophoben Verbundbeschichtung

Inspiriert durch die Mängel von superoleophoben Oberflächen mit schlechtem Reibungswiderstand und die komplizierte Präparationsmethode wurde Bio-Dopamin verwendet, um eine reibungsbeständige superoleophobe Kompositbeschichtung herzustellen.

Dopamin enthält die phenolischen Hydroxylgruppen, die mit einer Aminogruppe oder einer Thiolgruppe reagieren können. Polydopamin wird durch Dopamin-Selbstpolymerisation unter aeroben und schwach alkalischen Bedingungen gebildet. Darüber hinaus kann Polydopamin an der Oberfläche praktisch aller Materialien haften.

Superoleophobe Kompositbeschichtung auf Baumwollgewebe

Zunächst induzierte die Selbstpolymerisation von Folsäure die Bildung von Dopamin zu Polydopamin-Mikronanopartikeln unter schwach alkalischen Bedingungen. Danach reagierte 3,5-Bis(trifluormethyl)anilin mit den phenolischen Hydroxylgruppen von Polydopamin-Nanopartikeln über eine Schiffsche Basenreaktion. Ammoniumhexafluorsilikat wurde über elektrostatische Wechselwirkungen an der Oberfläche von Polydopamin-Mikrokugeln adsorbiert. Daraufhin trat das Selbstassemblierungsverhalten von fs-81 und fs-63 mit Ammoniumhexafluorsilikat an Polydopamin-Nanopartikeln über elektrostatische Wechselwirkungen auf. Dementsprechend wurde die Oberflächenrauhigkeit weiter erhöht, wodurch die Beschränkung traditioneller Methoden zur Verwendung zusätzlicher Nanopartikel zum Aufbau einer hierarchisch rauen Oberfläche aufgehoben wurde.

Schliesslich wurde die superoleophobe Kompositbeschichtung auf die Oberfläche von Baumwollgewebe aufgebracht. Die Ergebnisse zeigten, dass die Kontaktwinkel der Baumwollgewebe-Oberfläche mit Speiseöl, Ethylenglykol und Glyzerin nach zwei Zyklen der Selbstorganisationsmodifikation an der Luft jeweils größer als 150° waren. Die Kontaktwinkel zwischen der Oberfläche des Baumwollgewebes und den Speiseöltröpfchen waren nach 25 mechanischen Abrasionszyklen immer noch größer als 150°.

Die Studie wurde veröffentlicht in Progress in Organic Coatings Volume 142, May 2020.

Bildquelle: Pixabay.