Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar

Kübra Hüküm Özkan

doi:10.63716/guffd.1677675

Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar

Öz

Fonksiyonel yüzey kaplamaları, özellikle metalik malzemelerin çevresel etkilerden korunması ve yüzey özelliklerinin iyileştirilmesi açısından son yıllarda önemli bir araştırma alanı haline gelmiştir. Bu çalışmada, alüminyum yüzeylere amfifobik özellik kazandırmak amacıyla, Stöber yöntemi ile sentezlenen silika nanopartiküller farklı konsantrasyonlarda yüzeye püskürtülmüş ve ardından 1H,1H,2H,2H-Perflorooktiltrietoksisilan (perflorosilan) bileşiği ile kimyasal buhar biriktirme (CVD) yöntemi kullanılarak yüzey modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. Sentezlenen nanopartiküllerin kimyasal yapısı ve boyutu, Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) ve Dinamik Işık Saçılımı (DLS) analizleri ile karakterize edilmiş; geliştirilen kaplamaların su, hekzadekan ve diiyodometan test sıvıları ile yapılan temas açısı ölçümleri sonucunda hidrofobik ve oleofobik performans sergilediği belirlenmiştir. En yüksek silika konsantrasyonuna sahip (1 mg/mL) kaplamada temas açısı değerleri sırasıyla su için 116,7°, hekzadekan için 79,2°ve diiyodometan için ise 100,1° olarak ölçülmüş; yüzey enerjisi 9,42 mJ/m2 (su ve diiyodometan temas açılarına göre) olarak hesaplanmıştır. Ayrıca, aşındırıcı pH koşulları altında gerçekleştirilen dayanıklılık testleri sonucunda kaplamaların kimyasal kararlılığını koruduğu gözlemlenmiştir. Elde edilen bulgular, uygulaması kolay ve uzun ömürlü bu amfifobik kaplama yönteminin, korozyona dayanıklı yüzey tasarımlarında geniş bir uygulama potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Marati, M.S., Mozammel, M. (2020). Theoretical, fundamental and experimental study of Liquid-repellency and corrosion resistance of fabricated superamphiphobic surface on Al alloy 2024. Chemical Engineering Journal, 387, 124046.
Kesmez, O. (2020), Hydrophobic, organic-inorganic hybrid sol-gel coatings containing boehmite nanoparticles for metal corrosion protection. Chemical Papers,74, 673-688.
Qi, Y., Wei, R., Zhang, Q., Fu, A., Lv, N., Yuan, J. (2024). Corrosion-resistant organic superamphiphobic coatings. Coatings, 14(6), 678.
Çakır, A.M., Yetim, T., Yetim, A.F., Celik A. (2024). Superamphiphobic TiO2 film by sol-gel dip coating method on commercial pure titanium. Journal of Materials Engineering and Performance, 33, 1472-1484.
Liu, J., Fang, X., Zhu, C., Xing, X., Cui, G., Li, Z. (2020). Fabrication of superhydrophobic coatings for corrosion protection by electrodeposition: A comprehensive review. Colloids and Surface A: Physicochemical and Engineering Aspect, 607, 125498.
Singh, V., Men, X., Tiwari, M.K. (2021). Transparent and robust amphiphobic surface exploiting nanohierarchical surface-grown metal-organic frameworks. Nano Letters, 21(8), 3480-3486.
Xia, Y., Gu, W., Shao, L., Jiao, X., Ji, Y., Deng, W., Yu, X., Zhang, Y., Zang, Y. (2023). Flexibility and abrasion tolerance of superamphiphobic coatings with rigid core-shell particles. Chemical Engineering Journal, 476, 146746.
Zhou, X., Liu, J., Liu, W., Steffen, W., Butt, H.J. (2022). Fabrication of stretchable superamphiphobic surfaces with deformation-induced rearrangeable structures. Advanced Materials, 34(10), 2107901.

Li, H., Jin, Q., Li, H., Tong, H., Wang, K., Chen, S., Ouyang, G., Wang, Z., Li, Y. (2023). Transparent superamphiphobic material formed by hierarchical nano re-entrant structure. Advanced Functional Materials, 34(3), 2309684.
Jia, X., Xu, Y., Gao, R. (2025). Preparation and anti-corrosion properties of superamphiphobic aluminum alloy surface by iron salt etching. Materials Letters, 387, 138257.
Zhang, H., Yang, D., Chen, L., Zheng, Y., Zheng, H., Cui, Y., Wu, R. (2025). Fluorinated silicone-modified epoxy acrylate amphiphobic coatings Exhibiting highly efficient resistance to simulants of chemical warfare agents. European Polymer Journal, 228, 113793.
Tian, Z., Ma, R., Chen, Y., Li, S., Zhao, H., Zhang, Y., Li, Q., Zhang, X., An, B. (2025). A hierarchically amphiphobic structure enables coating an extraordinary anti-corrosion performance. Progress in Organic Coatings, 204,109186.
Yong, J., Chen, F., Yang, Q., Huo, J., Hou, X. (2017). Superoleophobic surfaces. Chemical Society Reviews, 46, 4168-4217.
Li, F., Wang, S., Zhao, X., Shao, L., Pan, Y. (2022). Durable superoleophobic janus fabric with oil repellence and anisotropic water-transport integration toward energetic-efficient oil-water separation. ACS Applied Materials and Interfaces, 32(14), 37170-37181.
Yang, Y., Guo, Z., Liu, W. (2022). Special superwetting materials from bioinspired to intelligent surface for on-demand oil/water separation:A comprehensive review. Small, 18(48), 2204624.
Wang, L., Tian, Z., Luo, X., Chen, C., Jiang, G., Hu, X., Peng, R., Zhang, H., Zhong, M. (2022). Superomniphobic surfaces for easy-removals of environmental-related liquids after icing and melting. Nano Research, 16, 3267-3277.
Liu, C., Liu, Q., Jin, R., Lin, Z., Qiu, H., Xu, Y. (2020). Mechanism analysis and durability evaluation of anti-icing property of superhydrophobic surface. International Journal of Heat and Mass Transfer, 156, 119768.
Manouids, N.P., Zuburtikudis, I., Khalifeh, H.A., Karapanagiotis, I. (2024). Robust and transparent smooth amphi-repellent coating with physical self-cleaning and photocatalytic activities. Surfaces and Interfaces, 52, 104928.
Shen, K.K., Jin, G.F., Lv, M.X., Huang, Y.Z., Jia, Y., Gao, M.N. (2024). Preparation of a stable super-amphiphobic coating via a simple sol-gel method. Colloid Journal, 86(5), 803-813.
Zhang, W., Li, S., Wei, D., Zheng, Z., Han, Z., Liu, Y. (2024). Fluorine-free, robust and self-healing superhydrophobic surfaces with anticorrosion and antibacterial performances. Journal of Materials Science & Technology, 186, 231-243.
Li, X., Su, H., Li, H., Tan, X., Lin, X., Wu, Y., Xiong, X., Li, Z., Jiang, L., Xiao, T., Chen, W., Tan, X. (2024). Photothermal superhydrophobic surface with good corrosion resistance, anti-/deicing property and mechanical robustness fabricated via multiple-pulse laser ablation. Applied Surface Science, 646, 158944.
Silva, A.S., Santoz, J.H.Z. (2024). Silica particle size and polydispersity control from fundamental pratical aspects of the Stöber method. Colloids and Surface A: Physicochemical and Engineering Aspect, 702 (2), 135190.
Rezaei, S., Manoucheri, I., Moradian, R., Pourabbas, B. (2014). One-step chemical vapor deposition and modification of silica nanoparticles at the lowest possible temperature and superhydrophobic surface fabrication. Chemical Engineering Journal,252, 11-16.
Sarkari, N.M., Doğan, Ö., Bat, E., Mohseni, M., Ebrahimi, M. (2019). Assessing effects of (3-aminopropyl)trimethoxysilane self-assembled layers on surface characteristics of organosilane-grafted moisture-crosslinked polyethylene substrate: A comparative study between chemical vapor deposition and plasma-facilitated in situ grafting methods. Applied Surface Science, 497, 143751.
Feifel, S.C., Lisdat, F. (2011). Silica nanoparticles for the layer-by-layer assembly of fully electro-active cytochrome c multilayers. Journal of Nanobiotechnology, 9,59.
Liang, L., Wang, Y., Liu, B., Gong, J., Shi, W., Liang, S. (2022). Fluoropolymer-coated SiO2 nanoparticle-based nanofluids for oil recovery. Colloids and Surface A: Physicochemical and Engineering Aspects, 637, 128242.
Keskin, E., Tarkuç, S., Yeşilçubuk, S.A., Kızılcan, N., Köken, N. (2025). Impact of fluoroalkoxysilane incorporation on the mechanical properties of sol-gel coatings on stainless steel and glass surfaces. Journal of Sol-Gel Science and Technology, 114, 1062-1081.
Caliskan, T.D., Ozkan, K.H., Caykara, T., Luzinov, I. (2022). Toward the replacement of long-chain perfluoroalkyl compounds: Perfluoropolyether-based low surface energy grafted nanocoatings. ACS Applied Polymer Materials, 4,2,980-986.
Wang, C., An, D., Yang, T., Gu, L., Xie, M., Lin, X., Han, C., Song, Y., Deng, Q., Wen, F. (2024). Self-cleaning and amphiphobic properties of octadecyltrichlorosilane self-assembled modified polytetrafluoroethylene films. Colloids and Surface A: Physicochemical and Engineering Aspect, 684, 133132.
Sivolapov, P., Myronyuk, O., Baklan, D., Berehovyj, T. (2021). Formation of effective concentration of film forming superhydrophobic coatings based on silicon dioxide. Technology Audit and Production Reserves, 3/3(59), 6-9.
Ren, G., Qiao, Z., Hui, Z., Tuo, Y., Zheng, W., Chen, X., Li, S. (2023). The waterborne superamphiphobic coatings with antifouling, high temperature resistance, and corrosion resistance. ACS Omega, 8,15,13578-13592.
Daneshnia, A., Raeissi, K., Salehikahrizsangi, P. (2023). Corrosion protection of superhydrophobic/amphiphobic cobalt coating with anti-icing and self-cleaning properties fabricated by a one-step electrodeposition method. Journal of Alloys and Compounds, 948, 169767.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Kolloit ve Yüzey Kimyası, Nanokimya

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Kübra Hüküm Özkan ^*
0000-0003-4520-1917
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

29 Mayıs 2025

Gönderilme Tarihi

16 Nisan 2025

Kabul Tarihi

27 Mayıs 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 6 Sayı: 1

DOI

https://doi.org/10.63716/guffd.1677675

IZ

https://izlik.org/JA54KK34MP

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Hüküm Özkan, K. (2025). Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi, 6(1), 161-170. https://doi.org/10.63716/guffd.1677675

AMA

1.Hüküm Özkan K. Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar. GÜFFD. 2025;6(1):161-170. doi:10.63716/guffd.1677675

Chicago

Hüküm Özkan, Kübra. 2025. “Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6 (1): 161-70. https://doi.org/10.63716/guffd.1677675.

EndNote

Hüküm Özkan K (01 Mayıs 2025) Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6 1 161–170.

IEEE

[1]K. Hüküm Özkan, “Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar”, GÜFFD, c. 6, sy 1, ss. 161–170, May. 2025, doi: 10.63716/guffd.1677675.

ISNAD

Hüküm Özkan, Kübra. “Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi 6/1 (01 Mayıs 2025): 161-170. https://doi.org/10.63716/guffd.1677675.

JAMA

1.Hüküm Özkan K. Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar. GÜFFD. 2025;6:161–170.

MLA

Hüküm Özkan, Kübra. “Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar”. Gazi Üniversitesi Fen Fakültesi Dergisi, c. 6, sy 1, Mayıs 2025, ss. 161-70, doi:10.63716/guffd.1677675.

Vancouver

1.Kübra Hüküm Özkan. Korozyona Dirençli Amfifobik Yüzey Tasarımı: Silika-Perflorosilan Tabanlı Kaplamalar. GÜFFD. 01 Mayıs 2025;6(1):161-70. doi:10.63716/guffd.1677675