Pyridine-containing block copolymer/silica core–shell nanoparticles for one-step preparation of superhydrophobic surfaces

文献情報

出版日 2013-05-02
DOI 10.1039/C3CP00044C
インパクトファクター 3.676
著者

Junyan Liang, Li Wang, Ling He, Shaodong Sun


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要旨

Two poly(4-vinylpyridine)-b-polystyrene diblock copolymer/silica core–shell nanoparticles (P4VP-b-PS/SiO2 NPs) are developed in this work. Confirmed by DLS analysis and TEM observation, one comprises a SiO2 core surrounded by a P4VP-b-PS shell and the other comprises a P4VP-b-PS core surrounded by a SiO2 shell, which is facilely prepared by the in situ hydrolysis of tetraethyl orthosilicate (TEOS) using cationic P4VP-b-PS micelles obtained in a THF–H2C2O4 (aq, 0.1 mol L−1) mixture and a DMF–H2C2O4 (aq, 0.01 mol L−1) mixture as template, respectively. The SCA, CAH, SA and SEM measurements reveal that one-step deposition of P4VP-b-PS/SiO2 NPs with SiO2 cores formed at a high level of TEOS creates a superhydrophobic surface with an SCA of 160°, a CAH of 2° and an SA of around 4° originating from the formation of a typical micro–nanoscale binary structure (MNBS). For the NPs with SiO2 cores formed at a low level of TEOS, the superhydrophobicity with a SCA of 151°, CAH of 3° and SA of around 5° can be induced by the transition of the surface microstructure from an uneven and discontinuous MNBS, created by a one-step deposition process, to the coexistence of MNBS and a nanoscale structure (NS) after annealing with toluene for 30 min. In contrast, one-step deposition of P4VP-b-PS/SiO2 NPs with P4VP-b-PS cores and SiO2 shells usually results in the inhomogeneous precipitation of SiO2 from bulk P4VP-b-PS along with the production of micro-cracks, with which is impossible to achieve surface superhydrophobicity.

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掲載誌

Physical Chemistry Chemical Physics

Physical Chemistry Chemical Physics
CiteScore: 5.5
自己引用率: 10.3%
年間論文数: 3036

Physical Chemistry Chemical Physics (PCCP) is an international journal co-owned by 19 physical chemistry and physics societies from around the world. This journal publishes original, cutting-edge research in physical chemistry, chemical physics and biophysical chemistry. To be suitable for publication in PCCP, articles must include significant innovation and/or insight into physical chemistry; this is the most important criterion that reviewers and Editors will judge against when evaluating submissions. The journal has a broad scope and welcomes contributions spanning experiment, theory, computation and data science. Topical coverage includes spectroscopy, dynamics, kinetics, statistical mechanics, thermodynamics, electrochemistry, catalysis, surface science, quantum mechanics, quantum computing and machine learning. Interdisciplinary research areas such as polymers and soft matter, materials, nanoscience, energy, surfaces/interfaces, and biophysical chemistry are welcomed if they demonstrate significant innovation and/or insight into physical chemistry. Joined experimental/theoretical studies are particularly appreciated when complementary and based on up-to-date approaches.

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