IntroductionIn the past decades, re

Introduction
In the past decades, researches on designing superhydrophobic (water contact angle (WCA) higher than 150) and oleophobic (oil contact angle higher than 90) solid surfaces have been reported extensively due to the potential applications of these artificial surfaces ranging from selfcleaning (building exterior, windshields, and fabrics) to surface friction reducing for microfluidic channels [1–4].
Superhydrophobic surfaces can be achieved by a combination of low surface energy materials and surface microand nano-structures [5–8]. In order to create a biomimetic superhydrophobic surface, various approaches have been proposed for the preparation of superhydrophobic surfaces via the construction of an appropriate surface geometry structure [9]. Most of the preparation methods involve strict conditions (such as harsh chemical treatment), com-plicated processing procedures, and the use of templates. Recently, multistep procedures for preparing superhydrophobic films with dual-size hierarchical structure originated from silica particles have been reported [10, 11]. These methods include two key steps to achieve superhydrophobicity, the fabrication of micro-nanoscale binary structure (MNBS) with silica particles and modification of it by hydrophobic materials. For the sake of extending the application of this technique to a more extensive field, more scalable and achievable methods are desired.
For achieving superhydrophobicity and high oleophobicity, perfluoroalkyl chains (CnF2n?1, n = 8–10) and their derivatives are the most favorable functional groups due to their very low surface energies (less than 20 mJ/m2) [12]. However, recent studies suggest that molecules containing perfluoroalkyl chain (CnF2n?1, n[8) are relatively lipophilic and can accumulate in wildlife and human body, which result in a potential risk for human health and environmental concerns [13, 14]. Perfluoropolyether (PFPE) materials exhibited low surface energy, low toxicity, high chemical resistance, and thermal stability, which have attracted increasing attentions for achieving superhydrophobic coatings [3, 15]. Paper sheets treated with PFPEmodified polyurethanes were characterized by high water and oil repellence [16]. Perfluoropolyether-based organic– inorganic hybrids by sol–gel process as functional coatings onto glass substrates were hydrophobic and oleophobic, but the water contact angles and n-hexadecane contact angles of the surface can only reach to 100–112and 64–68, respectively [17, 18]. This result also indicated that appropriate surface texture is crucial for achieving superhydrophobicity and high oleophobicity.
In this work, we wish to report a new coating material with dual-size hierarchical structure which could be prepared by modification of nano-silica particles with low surface energy and low toxic chains PFPE via a simple procedure. The formation of the MNBS and the modification with functionalized perfluoropolyether were achieved simultaneously. The superhydrophobic and highly oleophobic surface was fabricated on the glass substrates. The surface morphology was characterized by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM). The surface chemical composition was determined by FT-IR spectra and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) analyses. The wetting property of the coating surface was determined by static and dynamic contact angle measurements.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

แนะนำ
ในทศวรรษ วิจัยเกี่ยวกับออกแบบ superhydrophobic (น้ำติดต่อมุม (WCA) สูงกว่า 150) และพื้นผิวของแข็ง oleophobic (น้ำมันติดต่อมุมสูงกว่า 90) มีการรายงานอย่างกว้างขวางเนื่องจากโปรแกรมประยุกต์ศักยภาพเหล่านี้พื้นผิวเทียมตั้งแต่ selfcleaning (ภายนอกอาคาร กระจก และผ้า) กับแรงเสียดทานผิวลดสำหรับช่อง microfluidic [1-4] .
Superhydrophobic ผิวสามารถทำได้ โดยใช้พลังงานต่ำพื้นผิววัสดุและพื้นผิว microand [5-8] นาโนโครงสร้างการ เพื่อสร้าง biomimetic superhydrophobic พื้นผิว ได้รับการเสนอวิธีการต่าง ๆ สำหรับการเตรียมพื้นผิว superhydrophobic ผ่านการก่อสร้างโครงสร้างผิวเรขาคณิตที่เหมาะสม [9] ส่วนใหญ่วิธีการเตรียมเกี่ยวข้องกับการเข้มงวดเงื่อนไข (เช่นรุนแรงเคมีบำบัด), com plicated ประมวลผลขั้นตอน การใช้แม่แบบ ล่าสุด ขั้นตอนที่ multistep สำหรับเตรียมฟิล์ม superhydrophobic สองขนาดลำดับชั้นโครงสร้างมาจากรายงานอนุภาคซิลิกา [10, 11] วิธีการเหล่านี้มีสองขั้นตอนสำคัญเพื่อให้บรรลุ superhydrophobicity ผลิตโครงสร้างไมโคร nanoscale ไบนารี (MNBS) กับอนุภาคซิลิกาและแก้ไขมัน ด้วยวัสดุ hydrophobic เพื่อขยายการประยุกต์ใช้เทคนิคนี้กับมือเพิ่มเติม เพิ่มเติมวิธีปรับขนาดได้ และทำได้จะต้อง
สำหรับบรรลุ superhydrophobicity และ oleophobicity สูง โซ่ perfluoroalkyl (CnF2n ? 1, n = 8 – 10) และอนุพันธ์ของ กลุ่ม functional มากที่สุดเนื่องจากพลังงานผิวของพวกเขาต่ำมาก (น้อยกว่า 20 mJ/m2) [12] อย่างไรก็ตาม การศึกษาล่าสุดแนะนำที่โมเลกุลประกอบด้วยโซ่ perfluoroalkyl (CnF2n ? 1, n[8) เป็น lipophilic ค่อนข้าง และสามารถสะสมอยู่ในสัตว์ป่าและร่างกายมนุษย์ ซึ่งทำให้ความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นสำหรับสุขภาพของมนุษย์และการอนุรักษ์สิ่งแวดล้อม [13, 14] Perfluoropolyether (PFPE) วัสดุจัดแสดงพลังงานผิวต่ำ ความเป็นพิษต่ำ ทนสารเคมีสูง และความมั่น คงความร้อน ซึ่งได้ดึงดูด attentions เพิ่มขึ้นเพื่อให้บรรลุ superhydrophobic เคลือบ [3, 15] รับ PFPEmodified ประจำภูมิแผ่นกระดาษถูกลักษณะ โดยน้ำและน้ำมัน repellence [16] ตาม Perfluoropolyether อินทรีย์-อนินทรีย์ลูกผสม โดยการโซลเจลการเป็นไม้แปรรูปทำงานบนพื้นผิวแก้วได้ hydrophobic และ oleophobic แต่มุมน้ำและ n hexadecane มุมของพื้นผิวสามารถเท่านั้นถึงจะ 100-112and 64 – 68 ตามลำดับ [17, 18] ผลนี้ยังระบุว่า ผิวที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการบรรลุ superhydrophobicity และ oleophobicity สูง
งานนี้ เราต้องรายงานวัสดุเคลือบผิวแบบใหม่ ด้วยโครงสร้างลำดับชั้นสองขนาดซึ่งสามารถเตรียมได้ โดยปรับเปลี่ยนอนุภาคนาโนซิลิกามีพลังงานผิวต่ำและต่ำพิษโซ่ PFPE ผ่านขั้นตอนง่าย ๆ ปรับเปลี่ยนกับ functionalized perfluoropolyether และการก่อตัวของ MNBS ได้รับพร้อมกัน ที่ superhydrophobic และสูงผิว oleophobic ถูกหลังสร้างบนพื้นผิวแก้ว สัณฐานวิทยาผิวถูกลักษณะ โดยการสแกน microscopy อิเล็กตรอน (SEM) และ microscopy แรงอะตอม (AFM) องค์ประกอบทางเคมีพื้นผิวถูกกำหนด โดยแรมสเป็คตรา FT-IR และเอกซเรย์ photoelectron ก (XPS) วิเคราะห์ กำหนดคุณสมบัติที่เปียกของผิวเคลือบ โดยวัดมุมติดต่อแบบสแตติก และไดนามิก

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

บทนำ
ในทศวรรษที่ผ่านมางานวิจัยในการออกแบบ superhydrophobic (มุมสัมผัสน้ำ (WCA) สูงกว่า 150) และ oleophobic (มุมสัมผัสน้ำมันสูงกว่า 90) พื้นผิวแข็งที่ได้รับรายงานอย่างกว้างขวางเนื่องจากการใช้งานที่มีศักยภาพของพื้นผิวเทียมเหล่านี้ตั้งแต่ selfcleaning ( อาคารด้านนอกกระจกและผ้า) พื้นผิวแรงเสียดทานลดช่อง microfluidic [1-4]
พื้นผิว superhydrophobic สามารถทำได้โดยการรวมกันของวัสดุพื้นผิวต่ำพลังงานและพื้นผิว microand นาโนโครงสร้าง [5-8] เพื่อที่จะสร้างพื้นผิว superhydrophobic biomimetic, วิธีการต่างๆได้รับการเสนอสำหรับการเตรียมพื้นผิว superhydrophobic ผ่านการก่อสร้างของโครงสร้างพื้นผิวรูปทรงเรขาคณิตที่เหมาะสม [9] ส่วนใหญ่ของวิธีการเตรียมที่เกี่ยวข้องกับเงื่อนไขที่เข้มงวด (เช่นสารเคมีที่รุนแรง) ขั้นตอนการประมวลผลคอม plicated และการใช้แม่แบบ เมื่อเร็ว ๆ นี้ขั้นตอนหลายขั้นตอนในการจัดทำภาพยนตร์ superhydrophobic คู่ขนาดโครงสร้างลำดับชั้นมาจากอนุภาคซิลิกาที่ได้รับรายงาน [10, 11] วิธีการเหล่านี้รวมถึงสองขั้นตอนสำคัญเพื่อให้บรรลุ superhydrophobicity ประดิษฐ์ของโครงสร้างไบนารีไมโครนาโน (MNBS) ที่มีอนุภาคซิลิกาและการปรับเปลี่ยนของมันด้วยวัสดุที่ไม่ชอบน้ำ เพื่อประโยชน์ในการขยายการประยุกต์ใช้เทคนิคนี้ในการเขตกว้างขวางมากขึ้นวิธีการที่ปรับขนาดได้มากขึ้นและประสบความสำเร็จเป็นที่ต้องการ
เพื่อให้บรรลุ superhydrophobicity และ oleophobicity สูง Perfluoroalkyl โซ่ (CnF2n? 1 n = 8-10) และอนุพันธ์ของพวกเขามากที่สุด การทำงานเป็นกลุ่มที่ดีเนื่องจากพลังงานพื้นผิวที่ต่ำมากของพวกเขา (น้อยกว่า 20 mJ/m2) [12] อย่างไรก็ตามการศึกษาล่าสุดชี้ให้เห็นว่าโมเลกุลที่มีห่วงโซ่ Perfluoroalkyl (CnF2n? 1, n [8) มีความ lipophilic และสามารถสะสมในร่างกายของสัตว์ป่าและมนุษย์ซึ่งส่งผลให้มีความเสี่ยงที่อาจสำหรับความกังวลต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม [13, 14] Perfluoropolyether (PFPE) วัสดุที่แสดงให้พลังงานต่ำพื้นผิวความเป็นพิษต่ำทนต่อสารเคมีสูงและทนความร้อนซึ่งได้ดึงดูดความสนใจเพิ่มมากขึ้นเพื่อให้บรรลุการเคลือบ superhydrophobic [3, 15] แผ่นกระดาษที่ได้รับการรักษาด้วย Polyurethanes PFPEmodified โดดเด่นด้วยน้ำและน้ำมัน repellence สูง [16] Perfluoropolyether ตามลูกผสมอินทรีย์นินทรีย์โดยกระบวนการโซลเจลเป็นสารเคลือบพื้นผิวการทำงานลงในแก้วที่มีน้ำและ oleophobic แต่มุมที่สัมผัสน้ำและ n-hexadecane มุมสัมผัสของพื้นผิวเท่านั้นที่สามารถเข้าถึง 100 112and 64-68 ตามลำดับ [ 17, 18] ผลนี้ยังชี้ให้เห็นว่าพื้นผิวที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการบรรลุ superhydrophobicity และ oleophobicity สูง
ในงานนี้เราต้องการที่จะแจ้งการเคลือบวัสดุใหม่ที่มีสองขนาดโครงสร้างลำดับชั้นซึ่งอาจจะจัดทำขึ้นโดยการปรับเปลี่ยนของอนุภาคนาโนซิลิกากับพลังงานพื้นผิวต่ำ และโซ่เป็นพิษต่ำ PFPE ผ่านขั้นตอนง่ายๆ การก่อตัวของ MNBS และการแก้ไขด้วย perfluoropolyether functionalized ก็ประสบความสำเร็จไปพร้อม ๆ กัน พื้นผิว superhydrophobic และ oleophobic สูงถูกประดิษฐ์กับพื้นผิวกระจก ลักษณะพื้นผิวที่ได้รับการที่โดดเด่นด้วยการสแกนกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM) และกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม (AFM) องค์ประกอบทางเคมีที่พื้นผิวถูกกำหนดโดยสเปกตรัม FT-IR และ X-ray เปคโทรส (XPS) วิเคราะห์ คุณสมบัติของพื้นผิวเปียกเคลือบถูกกำหนดโดยแบบคงที่และแบบไดนามิกการวัดมุมสัมผัส

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

บทนำ
ในทศวรรษที่ผ่านมา , งานวิจัยเกี่ยวกับการออกแบบซูเปอร์ไฮโดรโฟบิก ( มุมสัมผัสของน้ำ ( wca ) สูงกว่า 150 ) และทน oleophobic ( น้ำมันติดต่อมุมมากกว่า 90 ) พื้นผิวแข็งมีการรายงานอย่างกว้างขวาง เนื่องจากศักยภาพของการใช้เหล่านี้เทียมพื้นผิวตั้งแต่ selfcleaning ( อาคารภายนอก , windshields ,และผ้า ) เพื่อลดแรงเสียดทานพื้นผิวสำหรับไมโครฟลูอิดิกช่อง [ 1 – 4 ] .
พื้นผิวซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกสามารถทำได้โดยการรวมกันของวัสดุพื้นผิวพลังงานต่ำและพื้นผิว microand นาโนโครงสร้าง [ 5 – 8 ] เพื่อสร้างไบโอมิเมติคซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกพื้นผิววิธีการต่างๆได้รับการเสนอสำหรับการเตรียมพื้นผิวซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกผ่านการก่อสร้างโครงสร้างเรขาคณิตของพื้นผิวที่เหมาะสม [ 9 ] ที่สุดของการเตรียมวิธีการเกี่ยวข้องกับเงื่อนไขที่เข้มงวด เช่น สารเคมีรุนแรง ) , com plicated กระบวนการขั้นตอนและการใช้แม่แบบ เมื่อเร็วๆ นี้multistep ขั้นตอนการเตรียมฟิล์มซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกขนาดสองโครงสร้างลำดับชั้นมาจากอนุภาคซิลิกามีรายงาน [ 10 , 11 ] วิธีการเหล่านี้รวมถึงสองขั้นตอนสำคัญเพื่อให้บรรลุ superhydrophobicity , การประดิษฐ์ไมโครนาโนสเกลแบบโครงสร้าง ( mnbs ) กับอนุภาคซิลิกา และแก้ไขมันด้วยวัสดุ ) .เพื่อขยายการใช้เทคนิคนี้กับสนามที่กว้างขวางมากขึ้น ยืดหยุ่นมากขึ้น และได้มีวิธีการที่ต้องการ และการ superhydrophobicity
oleophobicity สูง perfluoroalkyl โซ่ ( cnf2n ? 1 , n = 8 และ 10 ) และสารอนุพันธ์เป็นมงคลมากที่สุด เนื่องจากการทำงานกลุ่มพลังงานพื้นผิวต่ำมาก ( น้อยกว่า 20 MJ / m2 ) [ 12 ] อย่างไรก็ตามการศึกษาล่าสุดแสดงให้เห็นว่าโซ่โมเลกุลที่มี perfluoroalkyl ( cnf2n ? 1 [ 8 ) ค่อนข้างลิโพฟิลิกและสามารถสะสมในร่างกายของมนุษย์และสัตว์ป่า ซึ่งส่งผลให้ความเสี่ยงต่อสุขภาพของมนุษย์และความกังวลด้านสิ่งแวดล้อม [ 13 , 14 ) perfluoropolyether ( pfpe ) วัสดุและพื้นผิวพลังงานต่ำ ความเป็นพิษต่ำ ทนต่อสารเคมีสูงและเสถียรภาพทางความร้อนซึ่งได้ดึงดูดความสนใจเพิ่มขึ้นในการเคลือบซูเปอร์ไฮโดรโฟบิก [ 15 ] แผ่นกระดาษที่ได้รับการรักษาด้วย pfpemodified โพลียูรีเทนเป็น characterized โดยน้ำและน้ำมัน repellence [ 16 ] perfluoropolyether อินทรีย์และอนินทรีย์ที่ใช้โดยกระบวนการโซล - เจลไฮบริดเป็นหน้าที่เคลือบลงบนพื้นผิวกระจก และทน oleophobic ) ,แต่น้ำติดต่อมุมและ n-hexadecane ติดต่อมุมของพื้นผิวสามารถเข้าถึง 100 – 112and 64 และ 68 ตามลำดับ [ 17 , 18 ) ผลนี้ยังพบว่าพื้นผิวที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้บรรลุและ superhydrophobicity oleophobicity สูง .
ในงานนี้เราต้องการรายงานวัสดุเคลือบผิวใหม่ มีขนาดโครงสร้างลำดับชั้นคู่ซึ่งสามารถเตรียมได้โดยการปรับเปลี่ยนของนาโนซิลิกาต่ำพลังงานต่ำด้วยพื้นผิวและพิษจาก pfpe ผ่านขั้นตอนง่ายๆ การก่อตัวของ mnbs และปรับเปลี่ยนกับ perfluoropolyether ที่มียาพร้อมกันโดยซูเปอร์ไฮโดรโฟบิกและสูงทน oleophobic พื้นผิวโลหะบนกระจกท ลักษณะพื้นผิวเป็นลักษณะโดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด ( SEM ) และกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม ( AFM ) พื้นผิวขององค์ประกอบทางเคมีโดยการวัดสเปกตรัม FT-IR และเครื่อง X-ray photoelectron spectroscopy ( XPS ) วิเคราะห์ข้อมูลคุณสมบัติของการเคลือบผิวที่เปียกถูกกำหนดโดยการวัดมุมสัมผัสแบบคงที่และแบบไดนามิก .