well-defined nanostructure, which i

well-defined nanostructure, which is essentially a model silica particle functionalized with fluorodecyl substituents and no silanol content. As mentioned previously, the silica particles will provide the benefits of compatibility with easily scaled coating processes (such as spray coating), a built-in geometry of multiscale roughness, and greater durability. However, they may pick up moisture and chemical contaminants due to the presence of residual silanol groups. They also feature a surface that is likely more disorganized and consists mainly of CF2 and CH2 groups, as opposed to more ideal fluoroalkyl-substituted silsesquioxanes, in which the surface is likely to consist of wellorganized groups with a lower surface energy (similar to that seen for CF3 groups).
To determine the effects of these potential benefits and drawbacks on liquid repellency, dynamic contact analysis with water droplets was performed on the different materials. Silica samples spin-coated onto glass slides produced static contact angles well over 150for all modified silica samples.67 “As received” silica and blank samples completely wet as expected. However, when dynamic experiments were attempted (to measure advancing and receding contact angles), inconclusive results were obtained. Because of the low surface energy of the silica particles, upon adding liquid to a droplet on a modified silica surface, loose silica material could be seen coming off the substrate and into/around the droplet. In some cases, this resulted in the droplet coming into contact with the underlying glass substrate. No definitive trends could be seen when probing samples of varied silica type or silane treatment. This phenomenon is understandable when considering reports of “liquid marbles”, where low surface energy particles, such a sub-micrometer oligomeric tetrafluoroethylene (OTFE) particles or
Figure 6. Select images exhibiting the wetting behavior of the 50:50 fluoroelastomer/silicate composite surfaces: 5 μL water droplet (a) before and (b) after detaching from the probing needle onto a fumFDec-MCS composite surface; (c) 5 μL water droplet sliding off of a fluorodecyl8T8 composite surface; and (d) 10 μL water droplet pinned to a prec-FDec-MCS composite surface.

hydrophobized silica, are able to effectively “coat” a droplet of high surface tension water or ionic liquid.68,69 The silica particles produced in the present study can also be used to produce “liquid marbles”.
To mitigate this unwanted behavior, modified silica particles were suspended into mixtures of fluoroelastomer (Viton ETP600S) in fluorinated solvent (AK-225G) at 50 wt % total solids. The mixtures were then spin-coated onto silicon wafers at 900 rpm for 30 s. For comparison, wafers were spin-coated using the same formulation with fluorodecyl8T8 POSS with a surface roughness well under 100 nm by atomic force microscopy (AFM) and interferometry measurements. Results from the dynamic contact angle experiments can be seen in Table 6 with select images shown in Figure 5. The composite surface containing fluoodecyl8T8 POSS resulted in water θadv/θrec= 121.4 ( 0.5/115.2 ( 0.5, consistent with a relatively homogeneous, smooth surface with a high concentration of CF2/CF3 groups on the surface. The low contact angle hysteresis enables water droplets to easily slide off of the substrate with modest surface tilt. This can be seen in Figure 6a and in Video S1 of the Supporting Information. Composites containing fum-FDec-
MCS exhibited superhydrophobic behavior, with θadv/θrec= 160.5 ( 3.5/160.0 ( 3.4. This superhydrophobic behavior is indicative of a stable composite solidliquidair interface between the surface and probing droplet. Droplets of water spontaneously rolled off of this surface with virtually no surface tilt. Still images of this behavior can be seen in Figure 6a and b, with a representative video of this experiment provided in the Supporting Information (Video S2). Given that fluorodecyl POSS is expected to exhibit a lower surface energy than the particles, it is clear that the favorable built-in geometry of the particles significantly outweighs the differences in surface energy. Scanning electron microscopy (SEM) micrographs of this superhydrophobic film containing the treated fumed silica (Figure S4 of the Supporting Information) reveal a surface with regularly dispersed sub-micrometer features that appear to range from 250 to 500 nm with occasional aggregates ranging from 2 to 10 μm. AFM analysis provided additional evidence that the majority of the surface consisted of tightly packed sub-micrometer features,
Figure 7. From left to right: unmodified precipitated silica, FDec-MCStreated precipitated silica, and fluorodecyl POSS in water.

although SEM micrographs have proven to be the most reliable source to describe these surfaces. The superhydrophobic behavior of this surface is attributed to the large surface area available between these sub-micrometer features, which allow for a high airliquid fraction when a water droplet is in contact with it. Interestingly, however, droplets of water pinned on the surface of composites containing prec-FDec-MCS, resulting in extremely high contact angle hysteresis with θadv/θrec= 152.9 ( 2.4/57.8 ( 10.7. Large droplets of water remained pinned on this substrate even when the surface was tilted to 90, shown in Figure 6d. This behavior is consistent with a rough surface that is completely wetted between the interface of the surface and droplet. This behavior is not attributed to residual silanol content interacting with the probing liquid, but is the result of less favorable morphology of silica/fluoroelastomer agglomerates. Compared to composite surfaces containing treated fumed silica, SEM micrographs (Figure S4 of the Supporting Information) also revealed sub-micrometer features, but with a much larger size distribution and a high population of larger features ranging from 5 to 15 μm. The presence of these larger features is attributed to the large water contact angle hysteresis, presumably caused from contact line pinning and a lower effective airliquid fraction.
Another demonstration of the superhydrophobicity of the particles is provided by Figure 7, which shows previously hygroscopic silica particles rendered hydrophobic after treatment with fluoroalkyl chlorosilanes. Despite a density of more than 2 g/mL, the treated silica “floated” on the surface of water, even after vigorous shaking. Looking up from beneath the liquid, the “floating” silica appears shiny, the signature of a solidliquidair interface present on nearly all superhydrophobic surfaces. The floating state of the silica appears to be indefinite, with samples having thus far retained this property in the laboratory for well over 1 year. Thus, not only was the superhydrophobicity robust, it also was not compromised by long-term proximity to liquid water or high humidity, despite the fact that water clearly can access the hydrophilic sites on the silica particles based on water uptake data. This behavior supports the previous discussion of the wetting properties of the composite containing prec-FDecMCS. Note that a similarly prepared sample of fluorodecyl POSS has thus far exhibited identical performance.
Thus, as previously mentioned, the built-in geometric characteristics of the treated silica particles, despite having a significant concentration of residual hydrophilic groups on their surfaces, enable superior liquid repelling performance even when used to create stochastically patterned surfaces in elastomeric composites. This result is in accord with recent reports of superhydrophobicity in polymer nanocomposites containing hydrophilic groups in which the characteristics of the nanoparticles have not been well characterized.15,16 It also shows that although optimizing both geometry and surface energy is important for the creation of liquid repellant surfaces, the constraints on surface hydrophobicity may be much less than imagined. A more thorough study of the role of fluoroalkylsilane treated silica particles and their geometry in the liquid repellency of elastomeric composites, including repelling low surface tension liquids such as oils, will be the subject of a future publication.
’CONCLUSIONS
Fluoroalkyl-functionalized silica particles have been shown to be highly effective for use in superhydrophobic surfaces. The treatment of dried silica particles with monofunctional chlorosilanes in the presence of preadsorbed dimethylamine was shown to provide the highest grafting densities and lowest effective surface energies. Confirmation of covalent attachment was accomplished via FT-IR spectroscopy, while both elemental analysis and thermogravimetric analysis showed a generally constant grafting density for the precipitated silica regardless of grafted alkyl chain length, with a decreasing grafting density for the fumed silica, with increasing grafted chain length. Both fumed and precipitated silica surfaces appeared to have significant amounts of residual silanol groups, with the precipitated silica showing much greater levels, as expected. The precipitated silica surface also appeared to retain more contaminants. The grafting density and apparent surface energy were consistent with a reasonable coverage of hydrophobic groups, though geometrical parameter estimation indicated that the coating layers were likely to be only 12 molecular layers thick and disorganized. Water uptake data showed that, for both types of silica, residual silanols were accessible to ambient humidity. Despite the fact that the surfaces of these particles retained some accessible hydrophilic groups, exposure tests with liquid water revealed them to exhibit similar performance to more ideal hydrophobic surfaces, such as fluorodecyl POSS, with no loss in robustness or durability of liquid repellency on long-term exposure to liquid water. Elastomeric composites made with the treated

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

โดย nanostructure ซึ่งเป็นหลักการรุ่นซิลิก้าอนุภาค functionalized กับ fluorodecyl substituents และเนื้อหา silanol ไม่ เป็นที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ อนุภาคซิลิกาจะให้ประโยชน์ของการเข้ากันได้กับกระบวนการเคลือบได้ปรับสัดส่วนให้ได้ (เช่นสเปรย์เคลือบ) เรขาคณิตมีความหยาบ multiscale และความทนทานมากขึ้น อย่างไรก็ตาม พวกเขาอาจรับความชื้นและสารเคมีสารปนเปื้อนเนื่องจากกลุ่ม silanol ที่เหลือ อินผิวที่ยังมีแนวโน้มมากขึ้นระสาย และประกอบด้วยส่วนใหญ่ CF2 และ CH2 กลุ่ม จำกัดเพิ่มเติมเหมาะแทน fluoroalkyl silsesquioxanes ในการที่ ผิวจะประกอบด้วยกลุ่ม wellorganized มีพลังงานผิวต่ำกว่า (คล้ายกับที่เห็นกลุ่ม CF3) .
เพื่อกำหนดผลกระทบของประโยชน์และข้อเสียเหล่านี้อาจเกิดขึ้นบน repellency เหลว ทำวิเคราะห์แบบไดนามิกติดต่อกับหยดน้ำบนวัสดุต่าง ๆ ตัวอย่างซิลิก้าหมุนเคลือบลงบนกระจกสไลด์ผลิตคงมุมดีกว่า 150for samples.67 ก้าปรับเปลี่ยนทั้งหมด "เนื่องจากได้รับ" ซิลิก้าและโชกตามตัวอย่างที่ว่างเปล่า อย่างไรก็ตาม เมื่อทดลองแบบไดนามิกได้มีความพยายาม (การวัดความก้าวหน้า และเหตุมุม), ผล inconclusive ได้รับการ เนื่องจาก มีพลังงานผิวต่ำของอนุภาคซิลิกา เมื่อมีการเพิ่มของเหลวหยดบนพื้นผิวซิลิกาแก้ไข วัสดุซิลิก้าหลวมสามารถเห็นได้มา ออกกับพื้นผิว และ เข้า/สถานหยด ในบางกรณี ส่งผลให้หยดมาไปยังฝั่งพื้นผิวแก้วแบบนั้น แนวโน้มทั่วไปไม่สามารถเห็นได้โดยอาศัยตัวอย่างของหลากหลายเมื่อซิลิก้าชนิดหรือ silane รักษาได้ ปรากฏการณ์นี้เป็นที่เข้าใจกันเมื่อพิจารณารายงานของ "ลูกหินเหลว" ที่ต่ำอนุภาคพลังงานพื้นผิว เช่นอนุภาค oligomeric tetrafluoroethylene (OTFE) ไมโครมิเตอร์ย่อยที่เป็น หรือ
รูปที่ 6 เลือกรูปภาพอย่างมีระดับพฤติกรรมที่เปียกของพื้นผิวโดยรวม fluoroelastomer/ซิ ลิเคทคนละครึ่ง: หยดน้ำ 5 μL (ก) ก่อน และ (ข) หลังจากเข็ม probing ลงบนผิวผสมเอ็มซี fumFDec; detaching หยดน้ำ μL (c) 5 เลื่อนออกจากผิวการผสม fluorodecyl8T8 และหยดน้ำ μL (d) 10 ตรึงไว้กับเอ็มซี FDec prec ผสมผิว

hydrophobized ซิลิก้า จะได้อย่างมีประสิทธิภาพ "coat" หยดน้ำแรงตึงผิวสูงหรือ ionic liquid.6869 อนุภาคซิลิกาที่ผลิตในการศึกษาปัจจุบันยังสามารถใช้ในการผลิต "ลูกหินเหลว" .
เพื่อบรรเทานี้พฤติกรรมที่ไม่พึงประสงค์ อนุภาคซิลิกาปรับเปลี่ยนถูกหยุดชั่วคราวเป็นส่วนผสมของ fluoroelastomer (บางแผ่นยาง ETP600S) ในตัวทำละลาย fluorinated AK - 225 กรัมที่ของแข็งรวมการ%ของ wt 50 น้ำยาผสมแล้วถูกเคลือบหมุนไปรับซิลิคอนที่ 900 รอบต่อนาทีสำหรับ 30 s สำหรับการเปรียบเทียบ รับได้หมุนเคลือบด้วยเดียวกันแบ่ง ด้วย fluorodecyl8T8 POSS ความหยาบผิวดีต่ำกว่า 100 nm โดยอะตอมบังคับ microscopy (AFM) และวัด interferometry ผลจากทดลองติดต่อมุมแบบไดนามิกสามารถดูได้ในตาราง 6 กับเลือกภาพที่แสดงในรูปที่ 5 ผิวผสมประกอบด้วย fluoodecyl8T8 POSS ส่งผลให้น้ำ θadv/θrec = 121.4 (0.5/1152 (0.5 สอดคล้องกับพื้นผิวเรียบ ค่อนข้างเหมือนกับที่ความเข้มข้นสูงของกลุ่ม CF2/CF3 บนพื้นผิว สัมผัสติดต่อมุมต่ำทำให้น้ำหยดจะได้สไลด์ออกจากพื้นผิวกับผิวเอียงเจียมเนื้อเจียมตัว นี้สามารถจะเห็น ในรูปที่ 6a และ S1 วิดีโอข้อมูลสนับสนุน คอมโพสิตที่ประกอบด้วย - FDec - fum
เอ็มซีจัดแสดงพฤติกรรม superhydrophobic กับ θadv/θrec = 160.5 (3.5/160.0 (3.4 พฤติกรรมนี้ superhydrophobic ส่อ solidliquidair โดยรวมมีเสถียรภาพส่วนติดต่อระหว่างหยด และการตรวจสอบพื้นผิวได้ หยดน้ำธรรมชาติม้วนปิดผิวด้วยแทบไม่เอียงผิวนี้ ยัง สามารถเห็นภาพลักษณะนี้ในรูปที่ 6a และ b มีวิดีโอพนักงานทดลองนี้ในข้อมูลสนับสนุน (S2 วิดีโอ) ให้ fluorodecyl ที่คาดว่าจะแสดงพลังงานพื้นผิวต่ำกว่าอนุภาค POSS เป็นที่ชัดเจนว่า เรขาคณิตภายในดีของอนุภาคอย่างมีนัยสำคัญก่อนความแตกต่างในพลังงานพื้นผิว การสแกน micrographs microscopy อิเล็กตรอน (SEM) ของฟิล์มนี้ superhydrophobic ประกอบด้วยที่บำบัด fumed ซิลิกา (เลข S4 ข้อมูลสนับสนุน) ค่อย ๆ ผิว ด้วยคุณสมบัติของไมโครมิเตอร์ย่อยกระจัดกระจายอย่างสม่ำเสมอที่ปรากฏช่วง 250-500 nm มีผลเป็นครั้งคราวตั้งแต่ 2 ถึง 10 μm วิเคราะห์ AFM ให้หลักฐานเพิ่มเติมว่า ส่วนใหญ่ของพื้นผิวประกอบด้วยของไมโครมิเตอร์ย่อยบรรจุแน่น,
รูปที่ 7 จากซ้ายไปขวา: unmodified ตะกอนซิลิก้า ซิลิก้าตกตะกอน MCStreated FDec และ fluorodecyl POSS ในน้ำ

ถึงแม้ว่า SEM micrographs มีการพิสูจน์ว่าเป็นแหล่งที่เชื่อถือได้มากที่สุดเพื่ออธิบายพื้นผิวเหล่านี้ พฤติกรรม superhydrophobic ของผิวนี้จะเกิดจากพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ระหว่างคุณลักษณะเหล่านี้ไมโครมิเตอร์ย่อย ซึ่งเศษส่วน airliquid สูงเมื่อหยดน้ำกับมัน เป็นเรื่องน่าสนใจ แต่ หยดน้ำถูกตรึงไว้บนพื้นผิวของวัสดุผสมที่ประกอบด้วย prec-FDec-เอ็มซี ในมุมสูงติดต่อสัมผัสกับ θadv/θrec = 152.9 (2.4/57.8 (10.7 หยดน้ำใหญ่ยังคงตรึงไว้บนพื้นผิวนี้แม้เมื่อพื้นผิวถูกยืดไป 90 แสดงในรูปที่ 6 ลักษณะนี้จะสอดคล้องกับพื้นผิวขรุขระที่สมบูรณ์ wetted ระหว่างอินเตอร์เฟซของพื้นผิวและหยด ลักษณะเช่นนี้ไม่ได้เกิดจากเนื้อหาเหลือ silanol ที่โต้ตอบกับของเหลว probing แต่เป็นผลของรูปร่างอันน้อยซิลิ ก้า/fluoroelastomer agglomerates เมื่อเทียบกับพื้นผิวผสมที่ประกอบด้วยซิลิก้า fumed บำบัด SEM micrographs (รูป S4 ของข้อมูลที่สนับสนุน) ยังเปิดเผยคุณลักษณะย่อยไมโครมิเตอร์ แต่มีมากใหญ่ขนาดกระจายและประชากรสูงของขนาดใหญ่ตั้งแต่ 5 ถึง 15 μm ของคุณลักษณะเหล่านี้มีขนาดใหญ่เป็นเกิดจากการสัมผัสของมุมติดต่อน้ำขนาดใหญ่ สันนิษฐานว่าเกิดจากการตรึงรายการติดต่อแล้วตัวล่าง airliquid มีประสิทธิภาพเศษ
สาธิตอื่นของ superhydrophobicity ของอนุภาคมีให้ตามรูปที่ 7 ซึ่งแสดงอนุภาคซิลิกา hygroscopic ก่อนหน้านี้แสดง hydrophobic หลังจากรักษาด้วย fluoroalkyl chlorosilanes แม้ มีความหนาแน่นของมากกว่า 2 g/mL ซิลิก้าบำบัด "ลอย" บนพื้นผิวของน้ำ แม้หลังจากสั่นคึกคัก หา from beneath ของเหลว ซิลิก้า "ลอย" ปรากฏเงา ลายเซ็นของอินเทอร์เฟซ solidliquidair อยู่บนพื้นผิว superhydrophobic เกือบทั้งหมด รัฐลอยตัวของซิลิกาดูเหมือนจะ เป็นไม่จำกัด มีตัวอย่างฉะนี้มีเก็บไว้ในห้องปฏิบัติการแห่งนี้ดีกว่า 1 ปี ดังนั้น ไม่เพียงแต่เป็น superhydrophobicity แข็งแกร่ง มันยังมีไม่สมบูรณ์ โดยระยะยาวใกล้กับน้ำของเหลวหรือความชื้นสูง, ทั้ง ๆ ที่น้ำชัดเจนสามารถเข้าถึงไซต์ hydrophilic บนอนุภาคซิลิกาที่ยึดตามข้อมูลการดูดซับน้ำ ลักษณะการทำงานสนับสนุนการสนทนาก่อนหน้านี้คุณสมบัติที่เปียกของการผสมที่ประกอบด้วย prec-FDecMCS หมายเหตุว่า ฉะนี้ได้มีการจัดแสดงตัวอย่าง fluorodecyl POSS คล้ายเตรียมเหมือนกันประสิทธิภาพการ
ดังนี้ กล่าวว่า ก่อนหน้านี้ ลักษณะรูปทรงเรขาคณิตภายในของอนุภาคซิลิกาบำบัด แม้จะมีความเข้มข้นที่สำคัญ hydrophilic กลุ่มเหลือบนพื้นผิวของพวกเขา ต้านทานประสิทธิภาพแม้ใช้ในการสร้างพื้นผิวมีลวดลาย stochastically ในคอมโพสิต elastomeric เหลวเหนือกว่ากัน ผลลัพธ์นี้เป็นสอดคล้องกับรายงานล่าสุดของ superhydrophobicity ในสิทพอลิเมอร์ที่ประกอบด้วยกลุ่ม hydrophilic ซึ่งลักษณะของการเก็บกักไม่ได้ดี characterized.15,16 มันยังแสดงให้เห็นว่าแม้ว่าการเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานพื้นผิวและรูปทรงเรขาคณิตเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสร้างพื้นผิวของเหลวลีโอแร ข้อจำกัดบน hydrophobicity ผิวได้มากน้อยกว่าเรื่องสมมติ การศึกษาบทบาทของอนุภาคซิลิกา fluoroalkylsilane รับและนักเรขาคณิตใน repellency เหลวของคอมโพสิต elastomeric รวมถึงการต้านทานแรงตึงผิวต่ำสุดที่ของเหลวเช่นน้ำมัน เลือดจะเป็นเรื่องของตัวในอนาคตเผยแพร่
' บทสรุป
อนุภาคซิลิกา Fluoroalkyl functionalized ได้รับการแสดงจะมีประสิทธิภาพสูงสำหรับใช้ในพื้นผิว superhydrophobic ของอนุภาคซิลิกาที่แห้งกับ chlorosilanes monofunctional ในต่อหน้าของ preadsorbed dimethylamine ได้แสดงให้ grafting แน่นสูงสุดและต่ำสุดพลังงานพื้นผิวอย่างมีประสิทธิภาพ ยืนยันแนบ covalent ได้สำเร็จผ่านก FT-IR ขณะวิเคราะห์ธาตุและ thermogravimetric วิเคราะห์แสดงให้เห็นที่คงที่โดยทั่วไป grafting ความหนาแน่นสำหรับซิลิกา precipitated ว่า grafted alkyl โซ่ยาว มีความหนาแน่น grafting ลดสำหรับนส่วน fumed โซ่ grafted ความยาวที่เพิ่มขึ้น ทั้ง fumed และพื้นผิวซิลิก้าตกตะกอนปรากฏการ สำคัญจำนวนกลุ่ม silanol เหลือ มีซิลิกา precipitated ที่แสดงระดับสูงมาก เป็นที่คาดการณ์ พื้นผิวซิลิก้าตกตะกอนยังปรากฏการ รักษาเพิ่มเติมสารปนเปื้อน ความหนาแน่น grafting และพลังงานพื้นผิวชัดเจนสอดคล้องกับความคุ้มครองที่เหมาะสมของกลุ่ม hydrophobic แม้ว่า พารามิเตอร์ geometrical ประเมินระบุว่า ชั้นเคลือบมีแนวโน้มที่จะเฉพาะ 12 โมเลกุลชั้นหนา และโล้เป็นพาย น้ำดูดซับข้อมูลแสดงให้เห็นว่า สำหรับทั้งสองชนิดของซิลิก้า silanols ส่วนที่เหลือได้เข้าถึงสภาวะความชื้น แม้ว่า พื้นผิวของอนุภาคเหล่านี้สะสมกลุ่ม hydrophilic บางสามารถเข้าถึงได้ ทดสอบสัมผัสกับน้ำของเหลวเปิดเผยให้แสดงประสิทธิภาพคล้ายกับเพิ่มเติมเหมาะ hydrophobic พื้นผิว เช่น fluorodecyl POSS กับการสูญเสียเสถียรภาพหรือความคงทน repellency สภาพคล่องในระยะยาวสัมผัสกับน้ำของเหลว คอมโพสิต elastomeric ที่ทำการบำบัด

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

กำหนดโครงสร้างนาโนซึ่งเป็นหลักรูปแบบอนุภาคซิลิกาที่มีหมู่ฟังก์ชันกับหมู่ซิลานอล fluorodecyl และไม่มีเนื้อหา ตามที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ซิลิกาจะให้ประโยชน์ของความเข้ากันได้กับผิวได้อย่างง่ายดาย ปรับกระบวนการผลิต เช่น สเปรย์เคลือบ ) , เรขาคณิตในตัวของ multiscale ความหยาบและคงทนมากขึ้น อย่างไรก็ตามพวกเขาอาจจะรับความชื้นและสารเคมีปนเปื้อนเนื่องจากการแสดงตนของกลุ่มไซลานอลที่เหลือ พวกเขายังมีคุณสมบัติพื้นผิวที่อาจสับสนและประกอบด้วยส่วนใหญ่ของกลุ่ม cf2 และ C เป็นนอกคอก fluoroalkyl มากขึ้นเหมาะ silsesquioxanes แทน ,ที่พื้นผิวจะประกอบด้วย wellorganized กลุ่มพลังงานพื้นผิวล่าง ( คล้ายกับที่เห็นในกลุ่ม cf3 ) .
หาผลประโยชน์เหล่านี้และข้อด้อยในการสะท้อนน้ำ การวิเคราะห์การติดต่อแบบไดนามิกที่มีหยดน้ำคือใช้วัสดุที่แตกต่างกันตัวอย่างซิลิก้าเคลือบลงบนกระจกสไลด์หมุนที่มุมติดต่อคงที่ได้ดีกว่า 150for ทั้งหมดซิลิกา samples.67 " ได้รับ " ซิลิกาและตัวอย่างเปียกไปหมดว่างตามที่คาดไว้ อย่างไรก็ตาม เมื่อทดลองแบบไดนามิกพยายาม ( วัดมุมสัมผัสและก้าวถอยห่าง ) ผลสรุปไม่ได้ที่ได้รับ เพราะพลังงานของอนุภาคซิลิการะดับพื้นผิว ,เมื่อเพิ่มของเหลวหยดบนพื้นผิวซิลิกาดัดวัสดุซิลิกาหลวมอาจจะเห็นมาปิดพื้นผิวและใน / รอบอนุภาค ในบางกรณี นี้ส่งผลในแสงที่เข้ามาติดต่อกับบริษัทแก้วสาร ไม่มีแนวโน้มที่ชัดเจนสามารถเห็นได้เมื่อตรวจสอบตัวอย่างของประเภทซิลิกาหลากหลาย หรือ ไซเลน การรักษาปรากฏการณ์นี้เป็นสิ่งที่เข้าใจได้ เมื่อพิจารณารายงานของ " ลูกหิน " ของเหลวที่ผิวอนุภาคพลังงานต่ำ เช่น ไมโครมิเตอร์ tetrafluoroethylene ย่อยโอลิโก ( otfe ) อนุภาคหรือ
รูปที่ 6 เลือกภาพจัดแสดงที่เปียก พฤติกรรมของ fluoroelastomer ซิลิเกต 50 / คอมโพสิตพื้นผิว :5 μผมน้ำหยด ( ) ก่อน และ ( ข ) หลังจากถอดจากการเป็นพิธีกรประกอบ fumfdec เข็มบนพื้นผิว ; ( c ) 5 μผมน้ำหยดเลื่อนออกจาก fluorodecyl8t8 ประกอบด้วยพื้นผิว และ ( d ) 10 μผมน้ำหยดติดอยู่ เพื่อ fdec ประกอบที่ต้องการพิธีกรผิว

hydrophobized ซิลิกา จะสามารถได้อย่างมีประสิทธิภาพ " เสื้อ " หยดน้ำความตึงผิวสูง หรือ liquid.68 อิออน ,69 ซิลิกาที่ผลิตในการศึกษายังสามารถถูกใช้เพื่อสร้าง " ลูกหิน " เหลว เพื่อลดพฤติกรรมที่ไม่พึงประสงค์นี้
, อนุภาคซิลิกาถูกระงับลงในส่วนผสมของ fluoroelastomer ( Viton etp600s ) ฟลูออรีนตัวทำละลาย ( ak-225g ) ที่ 50 เปอร์เซ็นต์ของแข็งทั้งหมด . แล้วปั่นผสมเคลือบลงบนซิลิคอนเวเฟอร์ที่ 900 รอบต่อนาทีเป็นเวลา 30 วินาที สำหรับการเปรียบเทียบเวเฟอร์เคลือบถูกหมุนใช้สูตรเดียวกันกับ fluorodecyl8t8 poss ที่มีพื้นผิวขรุขระได้ดีภายใต้ 100 nm โดยกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม ( AFM ) และการวัดผลการสนับสนุน . ผลลัพธ์ที่ได้จากการทดลอง มุมสัมผัสแบบไดนามิกที่สามารถเห็นได้ในตารางที่ 6 มีให้เลือกภาพที่แสดงในรูปที่ 5 คอมโพสิตพื้นผิวที่มี fluoodecyl8t8 poss ทำให้น้ำθ 1 / θ rec = 121.4 ( 0.5/115 .2 ( 0.5 , ที่สอดคล้องกับพื้นผิวที่ค่อนข้างเรียบเป็นเนื้อเดียวกันที่มีความเข้มข้นสูงของ cf2 / cf3 กลุ่มบนพื้นผิว ติดต่อมุมต่ำแบบช่วยให้หยดน้ำสามารถเลื่อนปิดของพื้นผิวที่มีพื้นผิวที่เอียงพอประมาณ นี้สามารถเห็นได้ในรูปที่ 6 และในวิดีโอ S1 ของข้อมูลประกอบ คอมโพสิตที่ประกอบด้วย FUM fdec -
พิธีกรซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกมีพฤติกรรม ,กับθ 1 / θ rec = 160.5 ( 3.5 / 160.0 ( 3.4 . พฤติกรรมนี้ซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกบ่งบอกถึงเสถียรภาพประกอบ solidliquidair รอยต่อระหว่างพื้นผิวและตรวจสอบอนุภาค หยดของน้ำเองรีดออกจากพื้นผิวกับแทบไม่มีเอียง พื้นผิว ภาพนิ่งของพฤติกรรมนี้สามารถเห็นได้ในรูปที่ 6 และ Bกับตัวแทนของการทดลองนี้วิดีโอที่ระบุไว้ในข้อมูลสนับสนุน ( วิดีโอ S2 ) ระบุว่า fluorodecyl จากที่คาดว่าจะแสดงพลังงานที่พื้นผิวน้อยกว่าอนุภาค มันชัดเจนว่ารูปทรงของอนุภาคในตัวที่ดีอย่างมากเมื่อเทียบกับความแตกต่างของพลังงานพื้นผิวกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( SEM ) micrographs ฟิล์มซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกซิลิกา fumed ที่ถือว่าตัวเลข ( S4 ของข้อมูลสนับสนุน ) เปิดเผยพื้นผิวสม่ำเสมอกระจายย่อยไมโครเมตรคุณสมบัติที่ปรากฏในช่วงตั้งแต่ 250 ถึง 500 nm กับมวลรวมเป็นครั้งคราวตั้งแต่ 2 ถึง 10 μม.การวิเคราะห์ AFM ให้หลักฐานเพิ่มเติมว่าส่วนใหญ่ของพื้นผิวประกอบด้วยแน่นซบหน้าคุณสมบัติ ,
รูปที่ 7 จากซ้ายไปขวา : ไม่ตกตะกอนซิลิกา fdec mcstreated ซิลิกาตกตะกอน และ fluorodecyl จากในน้ำ

ถึงแม้ว่า SEM micrographs ได้พิสูจน์แล้วว่าเป็นแหล่งที่เชื่อถือได้มากที่สุดเพื่ออธิบายพื้นผิวเหล่านี้พฤติกรรมซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกของพื้นผิวนี้ประกอบกับพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ที่มีอยู่ระหว่างคุณลักษณะย่อยไมโครมิเตอร์เหล่านี้ ซึ่งอนุญาตให้มีสัดส่วนสูง airliquid เมื่อหยดน้ำอยู่ในการติดต่อกับมัน แต่อย่างไรก็ตาม หยดน้ำติดบนพื้นผิวของคอมโพสิตที่มีทศนิยม fdec MCSที่เกิดขึ้นในแบบมุมสูงติดต่อมากกับθ 1 / θ rec = 152.9 ( 2.4 / บาร์เรล ( 10.7 . หยดของน้ำขนาดใหญ่ยังคงตรึงบนพื้นผิวนี้แม้เมื่อผิวถูกเอียงไปที่ 90 , แสดงในรูปที่ 6 . พฤติกรรมนี้สอดคล้องกับพื้นผิวขรุขระที่สมบูรณ์ขึ้นระหว่างรอยต่อของพื้นผิวและอนุภาคพฤติกรรมนี้ไม่ได้เกิดจากการตกค้างของไซลานอลเนื้อหาการโต้ตอบกับการแหย่ เหลว แต่เป็นผลจากโครงสร้างที่ดีน้อยกว่าซิลิกา / fluoroelastomer รวม . เทียบกับพื้นผิวที่มีการประกอบฟูมซิลิกา ซึ่ง micrographs ( รูป S4 ของข้อมูลสนับสนุน ) เผยซบไมโครเมตร คุณสมบัติแต่ มีขนาดใหญ่มาก การกระจายขนาดและประชากรสูงของขนาดใหญ่คุณสมบัติตั้งแต่ 5 ถึง 15 μม. มีคุณลักษณะเหล่านี้มีขนาดใหญ่ขึ้นจากน้ำขนาดใหญ่มุมสัมผัสแบบ ซึ่งสันนิษฐานว่าเกิดจากสายติดต่อให้ และลดประสิทธิภาพ airliquid เศษส่วน .
อีกการสาธิตของ superhydrophobicity ของอนุภาค โดยรูปที่ 7 ,ซึ่งแสดงให้เห็นอนุภาคซิลิกา hygroscopic ก่อนหน้านี้ให้ ) หลังจากการรักษาด้วย fluoroalkyl chlorosilanes . แม้จะมีความหนาแน่นมากกว่า 2 g / ml ต่อซิลิกา " ลอย " บนพื้นผิวของน้ำ แม้แรงสั่น เงยหน้าขึ้นมองจากใต้เหลว " ลอย " ซิลิกาปรากฏเงาลายเซ็นของ solidliquidair อินเตอร์เฟซปัจจุบันเกือบทั้งหมดซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกพื้นผิว ลอยสภาพซิลิกาจะไม่แน่นอน มีตัวอย่าง มีป่านนี้ยังคงคุณสมบัตินี้ในการตรวจได้ดีกว่า 1 ปี ดังนั้นไม่เพียง แต่เป็น superhydrophobicity ทนทาน มันยังไม่ได้บุกรุกโดยความใกล้ชิดระยะยาวชนิดน้ำหรือความชื้นสูง ,แม้จะมีความจริงที่ว่าน้ำอย่างชัดเจน สามารถเข้าถึงเว็บไซต์ที่มีบนซิลิกาบนพื้นฐานของข้อมูลการใช้น้ำ พฤติกรรมนี้สนับสนุนการสนทนาก่อนหน้าของเปียก คุณสมบัติของคอมโพสิตที่มีทศนิยม fdecmcs . ทราบว่าในตัวอย่างของรูปแบบได้เตรียม fluorodecyl ป่านนี้มีเหมือนกันประสิทธิภาพ .
ดังนั้นตามที่กล่าวไว้ก่อนหน้านี้เรขาคณิต ลักษณะภายในของถือว่าอนุภาคซิลิกา , แม้จะมีสถิติปริมาณน้ำที่ตกค้างบนพื้นผิวของกลุ่มที่ให้ประสิทธิภาพเหนือกว่าน้ำขับไล่แม้เมื่อใช้ในการสร้าง stochastically ลวดลายพื้นผิวยางคอมโพสิตผลที่ได้นี้สอดคล้องกับรายงานล่าสุดของพอลิเมอร์นาโนคอมโพสิตที่ประกอบด้วยกลุ่ม superhydrophobicity ในน้ำซึ่งในลักษณะของอนุภาคที่ได้ก็มาจาก 15,16 นอกจากนี้ยังพบว่าแม้ว่าการปรับทั้งเรขาคณิตและพลังงานพื้นผิวเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสร้างพื้นผิวของเหลวไล่ ,ข้อจำกัดเกี่ยวกับความไม่ชอบพื้นผิวอาจจะมากน้อยกว่าที่คิด การศึกษาอย่างละเอียดมากขึ้นของบทบาทของ fluoroalkylsilane ถือว่าอนุภาคซิลิกาและเรขาคณิตของของเหลวในการสะท้อนของยางผสม รวมทั้งการขับไล่ที่ต่ำแรงตึงผิวของเหลว เช่นน้ำมัน จะเป็นในเรื่องของการเผยแพร่

'conclusions ในอนาคตfluoroalkyl อนุภาคซิลิกาที่มีหมู่ฟังก์ชันที่ได้รับการแสดงที่จะมีประสิทธิภาพสูง สำหรับใช้ในพื้นผิวซูเปอร์ไฮโดรโฟบิก . การรักษาแห้งอนุภาคซิลิกากับ monofunctional chlorosilanes ต่อหน้า preadsorbed ไดเมตทิลามีนได้แสดงเพื่อให้สูงสุดและต่ำสุดที่มีประสิทธิภาพการกราฟต์ความหนาแน่นพื้นผิวพลังงาน .ยืนยันการอายัดได้ผ่าน FT-IR spectroscopy , ในขณะที่การวิเคราะห์ธาตุและการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมตริกพบว่าโดยทั่วไปคงที่ประมาณความหนาแน่นสำหรับซิลิกาโดยอัลโดยไม่คำนึงถึงความยาวโซ่ ด้วยการลดความหนาแน่นสำหรับ fumed ซิลิกา สามารถเพิ่มความยาวของห่วงโซ่ทั้งฟูมซิลิกาและพื้นผิวที่ปรากฏจะมีปริมาณที่สำคัญของกลุ่มไซลานอลตกค้างด้วยซิลิกาแสดงระดับสูงมากตามที่คาดไว้ ตกตะกอนซิลิกาพื้นผิวยังปรากฏที่จะรักษาสิ่งปนเปื้อนมากขึ้น การกราฟต์ความหนาแน่นและพลังงานพื้นผิวชัดเจนสอดคล้องกับความคุ้มครองที่เหมาะสมของกลุ่ม ) ,แม้ว่าทางเรขาคณิตของการประมาณค่าพารามิเตอร์ พบว่าผิวเคลือบชั้นมีแนวโน้มที่จะเป็นเพียง 12 โมเลกุล ชั้นหนา และไม่เป็นระบบ ข้อมูล การดูดน้ำ พบว่า ทั้งสองประเภทของซิลิกา เหลือ silanols สามารถเข้าถึงได้กับอุณหภูมิความชื้น แม้จะมีความจริงที่ว่าพื้นผิวของอนุภาคเหล่านี้สะสมน้ำบางกลุ่มสามารถเข้าถึงได้เปิดรับทดสอบด้วยน้ำเหลว พบพวกเขาที่จะแสดงประสิทธิภาพที่ใกล้เคียงกับอุดมคติมากขึ้น ) พื้นผิว เช่น fluorodecyl poss ไม่มีการสูญเสียในแข็งแรงหรือความทนทานของการสะท้อนในการสัมผัสระยะยาวเพื่อของเหลวของเหลว คอมโพสิตยางให้กับปฏิบัติ