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·2022
Thermally Stable, Semi-transparent Superhydrophobic Nanocomposites with Excellent Mechanical Strengths
Ho Sun Lim, Yeon Hee Park, Hyo Jin Kim, Gyo Jic Shin, Kyung Ho Choi, Hoichang Yang
Research Square
초록

스마트 전자기기의 발달과 함께 표면 보호 코팅의 중요성이 빠르게 증가하고 있다. 초소수성 나노복합 소재는 발수(anti-wetting), 자체세정(self-cleaning), 항균(antibacterial) 응용에 대한 잠재력을 보여주는 유망한 보호 코팅이다. 그러나 기계적 내구성이 불충분하여 실제 적용이 어렵다. 또한 거친 표면 기하구조는 입사광의 산란을 유발하여 투명도를 감소시키고 광학적 응용을 제한한다. 본 연구는 간단한 분무 코팅을 통해 향상된 기계적 강도와 열 안정성을 갖는 반투명 초소수성 나노복합 코팅을 제시한다. 우리는 결합제로 반응성 폴리디메틸실록산(PDMS)을 사용하고, 여기에 표면자유에너지(surface free energy)가 낮으며 열 저항성이 높은 불소화 실리카 나노입자를 혼합하였다. PDMS 폴리머는 아크릴레이트 모노머와의 하이드로실릴레이션(hydrosilylation)을 통해 소수성과 접착 특성을 향상시키도록 기능화하였다. 그 결과, 우리의 초소수성 코팅은 550 nm 파장에서 160°를 초과하는 높은 물 반발성과 약 60%의 투명도를 나타내었다. 코팅된 표면은 연필 경도(pencil hardness) 5H의 뛰어난 경도와, 표면을 통해 물체를 식별할 수 있을 만큼의 충분한 선명도를 보였다. 400°C에서 열처리한 후에는 초소수성을 유지한 채 경도가 6H로 증가하였다. 또한 다양한 오염물은 물을 분사하는 것만으로 쉽게 제거되었다. 본 반투명 초소수성 나노복합 소재는 모바일 디스플레이, 태양전지 패널, 자체세정 페인트, 그리고 실외 시설을 위한 내구성 코팅에 널리 적용될 수 있다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.

키워드
Materials scienceNanocompositeSuperhydrophobic coatingCoatingComposite materialWettingSurface energyThermal stabilityPolydimethylsiloxanePolymer
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게재 연도
2022