Selbstheilende superhydrophobe Beschichtung mit Langlebigkeit basierend auf EP + PDMS/SiO2-Doppelschichtstruktur-Design
Eine neue selbstheilende superhydrophobe Beschichtung mit einer einzigartigen Doppelschichtstruktur bietet eine verbesserte Beständigkeit gegen Reibung und Korrosion und verfügt über selbstreinigende Eigenschaften für langfristigen Schutz.
Forschende haben eine selbstheilende superhydrophobe Beschichtung entwickelt, die Epoxidharz (EP), Polydimethylsiloxan (PDMS) und SiO2-Nanopartikel in einer einzigartigen Doppelschichtstruktur kombiniert. Durch Variation der Anzahl der SiO2-Nanopartikelschichten erreichen die Beschichtungen eine erhöhte Oberflächenrauheit und eine verbesserte Superhydrophobie. Diese Beschichtungen weisen eine geringe Oberflächenenergie auf, wodurch sie sehr widerstandsfähig gegen Wasseranhaftung sind und sich selbst reinigen können.
Die Beschichtungen sind bemerkenswert langlebig und weisen eine hohe Korrosions- und Reibungsbeständigkeit auf. Mit zunehmender Anzahl der SiO2-Schichten verbessert sich die Fähigkeit der Beschichtung, Reibung und Korrosion zu widerstehen, während gleichzeitig die Haftung auf dem Substrat verbessert wird. Die Beschichtungen behielten ihre superhydrophoben Eigenschaften auch nach starker Abrasion mit Sandpapier bei, was ihre langanhaltende Leistung unter Beweis stellt.
Lesetipp: Funktionelle Beschichtungen
Beschichtungen werden auf Oberflächen hauptsächlich zu dekorativen, funktionellen oder Schutzzwecken angewandt, doch in den meisten Fällen ist es eine Kombination aus all diesen. Das Buch „Funktionelle Beschichtungen“ gibt einen tiefen Einblick in neue Entwicklungen funktioneller Überzüge mit dem Fokus auf organisch-basierten Materialien. Auch hebt es die letzten Entwicklungen der verschiedenen Technologien und neuartigen Oberflächenfunktionen hervor, die Dekoration, Korrosionsschutz und Oberflächenschutz betreffen.
Selbstheilende und langlebige Eigenschaften fortschrittlicher Beschichtungen
Darüber hinaus weisen die Beschichtungen Selbstheilungsfähigkeiten auf, die ihre Superhydrophobie nach dem Ätzen mit Sauerstoff oder Argon wiederherstellen. Diese Selbstreparatur wird durch die Aufwärtsbewegung der hydrophoben Gruppen und die Wiederherstellung der Bindungsintensität erleichtert, wodurch die Funktionalität der Beschichtung über einen längeren Zeitraum gewährleistet wird. Beschichtungen, die dem Argonätzen ausgesetzt waren, zeigten aufgrund der erhöhten Si-O-Si-Bindungsstärke eine überlegene Selbstheilungsleistung.
Dieses fortschrittliche Beschichtungsdesign bietet ein erhebliches Potenzial für Anwendungen, bei denen Haltbarkeit, Korrosionsbeständigkeit und selbstreinigende Eigenschaften von entscheidender Bedeutung sind, unter anderem in den Bereichen Schifffahrt, Automobil und Industrie.
Quelle: Progress in Organic Coatings, Band 190, Mai 2024, 108359