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Scientific Reports 12권, 기사 번호: 10530(2022) 이 기사 인용

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초소수성 코팅은 Ni 및 Ni-그래핀(Ni-G) 코팅의 정전위 전착과 스테아르산(SA)의 에탄올 용액에 담그는 방법을 사용하여 강철 기판에 성공적으로 제조되었습니다. 친환경 바이오매스 자원인 볏짚을 이용해 고품질 그래핀을 합성했습니다. 라만 스펙트럼은 생산된 그래핀의 높은 품질을 입증했습니다. 푸리에 변환 적외선 분광법(FTIR) 결과는 스테아르산인 Ni-SA로 그래프트된 Ni 코팅과 스테아르산인 Ni-G-SA로 그래프트된 Ni-G 복합재가 강철 기판에 성공적으로 증착되었음을 보여줍니다. 주사전자현미경(SEM) 결과, 제조된 초소수성 코팅이 마이크로-나노 구조를 나타내는 것으로 나타났다. 습윤성 결과에 따르면 Ni-SA 및 Ni-G-SA 코팅의 접촉각 CA 값은 155.7° 및 161.4°인 반면 두 코팅 모두 슬라이딩 각도 SA 값은 4.0° 및 1.0°인 것으로 나타났습니다. 각기. Ni-G-SA 코팅의 내식성, 화학적 안정성 및 기계적 내마모성은 Ni-SA 코팅보다 우수한 것으로 나타났습니다.

젖지 않는 표면은 자연의 가장 흥미로운 측면 중 하나입니다. 자연적으로 젖지 않는 표면에 있는 액체 방울의 끈적임이 매우 낮기 때문에 구형 모양을 형성하고 즉시 표면에서 굴러갑니다1. 150°보다 큰 접촉각을 나타내는 극도로 발수성인 표면은 초소수성 표면으로 유명합니다2. 초소수성 표면은 기초 과학 및 산업 응용 분야에서의 중요성으로 인해 많은 관심을 불러일으켰습니다. 초소수성 표면은 기름-물 분리3, 결빙 방지4, 자가 세척5, 내식성6, 항력 감소7, 센서8, 태양 전지9, 생물의학10, 미세유체 장치11 및 방오 기술12과 같은 다양한 응용 분야를 가지고 있습니다. 초소수성의 첫 번째 요구 사항인 표면 거칠기를 향상시키고 초소수성의 두 번째 요구 사항인 표면 에너지를 낮추면 뛰어난 발수성을 지닌 다양한 초소수성 코팅을 만들 수 있습니다13. 이러한 특성을 지닌 표면을 만드는 것은 어려울 수 있으며, 특히 환경 및 소비자 안전 문제가 있는 경우에는 더욱 그렇습니다. 역사적으로 사용되는 낮은 표면 에너지 재료는 초저 표면 에너지(약 10 mJ m−2)14로 인해 플루오로실란 또는 플루오로카본 분자를 포함한 과불소화 화합물입니다. 그러나 이러한 장쇄 탄화불소를 사용하는 것은 독성이 매우 높으며 지속성, 생물농축 및 생물축적과 같은 부정적인 환경 결과를 초래하는 것으로 입증되었습니다2,14,15,16,17. 따라서 초소수성 표면을 제조하는 데 있어 저비용, 환경 친화적인 방법과 환경 친화적인 재료를 개발할 필요가 있습니다. Ilker S. Bayer는 최근 환경 친화적인 기술과 왁스, 지질, 단백질 및 셀룰로오스와 같은 생분해성 성분을 사용하여 초소수성 및 초소수성 코팅을 제조하기 위한 다양한 실행 가능한 접근법을 조사한 리뷰를 발표했습니다14. 이 검토에서는 이러한 발전과 성능을 기존 접근 방식과 비교하여 설명, 평가 및 조사합니다.

초소수성 코팅을 제조하기 위해 침지19, 전기방사20, 전착6, 층 자기 조립21, 플라즈마 에칭4, 화학 기상 증착22, 전기화학적 양극 산화23, 상 분리24, 침지25, 스프레이2 및 졸-겔 방법26을 포함한 다양한 방법이 제안되었습니다. 전착은 저온 공정, 깨끗하고 저렴한 비용, 단순성 및 제어 가능한 나노 구조로 인해 인공 초소수성 표면을 구성하는 탁월한 기술입니다6.

강철은 기계적 강도가 높고 가격이 상대적으로 저렴하기 때문에 다양한 용도로 사용됩니다. 그러나 부식 공격에 대한 높은 전기 화학적 및 화학적 활성을 가지고 있습니다. 일반적으로 부식은 경제 및 안전에 영향을 미치는 우리 사회의 가장 심각한 문제 중 하나로 간주됩니다29,30,31. 강철 표면을 보호하기 위해 많은 보호 기술을 사용할 수 있습니다28,32; 가장 중요한 것 중 하나는 강철 내식성을 크게 증가시키는 초소수성 코팅의 제조입니다33,34.