Полимерные покрытия, которые обладают сочетанием высокой адгезией к различным субстратам, широкой жидкостной отталкивающей способностью и легко восстанавливаемыми свойствами, пользуются большим спросом в широком спектре областей применения. На практике эти покрытия, должны прочно прилипать к различным основаниям, быть прозрачными и устойчивыми к неблагоприятным условиям и механическим повреждениям. Несмотря на то, что в различных материалах реализованы отдельные особенности, выполнение всех требований без ущерба друг для друга остается основной задачей.
- Сверхгидрофобные и сверхлеофобные полимерные покрытия восстанавливаются после химических повреждений, вызванных плазмой, но они не переносят механических повреждений при разрушении сложной микроструктуры.
- Послойное нанесение анионов перфтороктана на осажденные полимерные пленки может обеспечить восстанавливаемые покрытия с низким углом скольжения масла. Несмотря на сложность процедуры изготовления и неуловимые свойства межфазного склеивания, использование такой пленки вызывает озабоченность в отношении воздействия на здоровье и окружающую среду.
- Скользкие пористые поверхности (SLIPS) демонстрируют повышенную устойчивость к повреждениям за счет изменения конфигурации смазки пористых субстратов. Но эти механизмы заживления не могут полностью решить проблемы физических повреждений твердых субстратов.
- В последнее время появилась пара надмолекулярных органогелей, обладающих стойкими самовосстанавливающими и скользящими свойствами при многочисленных царапинах. Поврежденная поверхность после заживления становится ровной, что способствует восстановлению скользкости поверхности. Однако их молекулярная конструкция не позволяет им отталкивать обычные углеводородные растворители, что влияет на смазочные масла. Кроме того, смазочное масло на поверхности органогеля также значительно снижает уровень межфазной адгезии к основаниям с покрытием.
Для решения этих проблем и задач желательно использовать комплексное рассмотрение молекулярной инженерии материала покрытия.
Силиконовые покрытия.
Полимеры и эластомеры на основе силикона, содержащие полидиметилсилоксановые основы, отвечают за:
- гидроизоляционные свойства,
- химическую стойкость,
- биосовместимость,
- простоту интеграции материалов для обеспечения их многофункциональности.
В последнее время, используя преимущества супрамолекулярной химии в регулировании механической целостности посредством обратимого сшивания, ученые разработали сверхмолекулярные материалы на основе силикона с уникальными свойствами восстановления, стимулирующими реактивность, гибкость, эластичность и вязкость. Эти свойства делают их перспективными кандидатами в новых и развитых областях, таких как
- искусственная кожа,
- мягкая робототехника,
- передовые технологии нанесения покрытий.
Однако, в соответствии с нанесением покрытий, существующие надмолекулярные силиконы не обладают достаточной жесткостью и механической прочностью. Их способность к склеиванию на различных субстратах недостаточно изучена, а влияние встроенных химических мотивов, обеспечивающих динамическую связь, на репеллентность жидкости остается неизвестным.
Отталкивающее масло покрытие DOSS.
Сегодня речь пойдет о разработке масло отталкивающих покрытий DOSS, способных выдерживать воздействие влаги, с применением надмолекулярного силикона. Они сочетают в себе такие редкие свойства:
- широкая стойкость к воздействию различных алкиловых масел,
- высокая механическая прочность и прочность прилипания к различным поверхностям,
- надежное восстановление повреждений и простота изготовления.
Такие покрытия готовятся с помощью молекулярно-технических телехимических силоксановых олигомеров, которые имеют функциональные группы и могут собираться на различные подложки для формирования крупномасштабной сети посредством многофункциональной водородной связи. По сравнению с линейными полимерами, эти олигомеры могут предложить более высокую плотность сшивания при самостоятельной сборке в крупномасштабные сети. Кроме того, дополнительная водородная связь может улучшить разрушающие и механические свойства покрытия. Силоксановые мотивы при подходящих молекулярных весах облегчают обезвоживание импарирующих масел и тем самым способствуют отталкиванию масла.
Супергидрофобные поверхности или SLIPS демонстрируют ограниченную эффективность при восстановлении повреждений и склеивании субстрата. В отличие от таких традиционных отталкивающих жидкость поверхностей, масло отталкивающие покрытия DOSS основаны на супрамолекулярных полимерах, собранных из множества водородных соединений. Они не только отталкивают различные алкиловые масла, но и обеспечивают надежное заживление повреждений и прочное сцепление с различными поверхностями.
Это дает им большие перспективы в области энергетики, экологии и биомедицины, требующих длительного использования в суровых условиях окружающей среды. Стратегия проектирования олигомеров может быть также принята при разработке надмолекулярных материалов с желаемой многофункциональностью.