知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ カウンスィル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-09-27
(54)【発明の名称】超疎水性複合材料およびその多機能的応用品
(51)【国際特許分類】
C09K 3/18 20060101AFI20230920BHJP
C07F 9/38 20060101ALI20230920BHJP
C01B 25/37 20060101ALI20230920BHJP
【ＦＩ】
C09K3/18 101
C07F9/38 Z
C01B25/37 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023514872
(86)(22)【出願日】2021-09-08
(85)【翻訳文提出日】2023-04-25
(86)【国際出願番号】 IN2021050878
(87)【国際公開番号】W WO2022054087
(87)【国際公開日】2022-03-17
(31)【優先権主張番号】202011038721
(32)【優先日】2020-09-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】IN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】596020691
【氏名又は名称】カウンスィル オブ サイエンティフィック アンド インダストリアル リサーチ
【氏名又は名称原語表記】ＣＯＵＮＣＩＬ ＯＦ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＆ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＲＥＳＥＡＲＣＨ
(74)【代理人】
【識別番号】100081318
【弁理士】
【氏名又は名称】羽切 正治
(74)【代理人】
【識別番号】100132458
【弁理士】
【氏名又は名称】仲村 圭代
(74)【代理人】
【識別番号】100165146
【弁理士】
【氏名又は名称】小野 博喜
(72)【発明者】
【氏名】スリージス、 シャンカール プーパナル
(72)【発明者】
【氏名】アンジャリ、 ニルマラー
(72)【発明者】
【氏名】ハリーシュ、 ウニクリシュナン ナーイル サラスワティ
(72)【発明者】
【氏名】アジャヤゴシュ、 アヤパンピライ
【テーマコード（参考）】
4H020
4H050
【Ｆターム（参考）】
4H020BA03
4H050AA01
4H050AA02
4H050AA03
4H050AB03
4H050AB80
4H050AB99
(57)【要約】
任意表面の水和性を制御することで、それと水との相互作用が基本的に決定される。これに関連して、人工的な高撥水性表面が特に興味を引くものとなっている。本発明は、非湿潤性、多基材適合性、添加剤適合性、且つ、抗菌性の、１５０°を超える高い水接触角を有するコーティングを与える超疎水性材をもたらす、ランタニド／希土類系列のリン酸塩と有機ホスホン酸とを含むセラミック複合材料の合成および適用に関する。
【選択図】 なし
【選択図】 なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩と有機ホスホン酸とを含む複合材料であって、前記リン酸塩はランタンもしくはセリウムのリン酸塩またはその混合物であり、前記有機ホスホン酸はアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基は一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基はフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基は所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲはＣ１～３０アルキル基であり；
前記元素のリン酸塩と前記有機ホスホン酸は２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比である、
複合材料。
【請求項2】
前記元素のリン酸塩と前記有機ホスホン酸とが１０：１（ｗ／ｗ）の比である、請求項１に記載の複合材料。
【請求項3】
前記元素のリン酸塩と前記有機ホスホン酸とが４：１（ｗ／ｗ）の比である、請求項１に記載の複合材料。
【請求項4】
請求項１に記載の複合材料を作製する方法であって、（ａ）ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩を酸処理により活性化させることで活性化リン酸塩を得ること；
（ｂ）有機溶剤中、工程（ａ）で得られた前記活性化リン酸塩を、有機ホスホン酸と、２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比で混合することで混合物を得ること；
（ｃ）工程（ｂ）で得られた混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌し、その後、５０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離を２回行い、熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記複合材料を得ること、
を含む、方法。
【請求項5】
請求項４に記載の複合材料を作製する方法であって、前記元素のリン酸塩の前記酸処理が以下を含む工程によって実施される、方法：ｉ．鉱酸および前記元素のリン酸塩を水に添加し、１１０℃で１２時間還流させることで、懸濁液を得ること；
ｉｉ．前記懸濁液を室温に冷却し、５０００ｒｐｍで１０分間遠心すること；
ｉｉｉ．水に再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間、２回遠心すること；
ｉｖ．アルコールに再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間遠心することで、固体粉末を得ること；並びに
ｖ．前記固体粉末を熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記元素の活性化リン酸塩を得ること。
【請求項6】
前記ランタニド系列由来の元素がランタンおよびセリウムから選択される、請求項４または請求項５に記載の方法。
【請求項7】
前記有機ホスホン酸がアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、前記アルキル基が一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基がフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基が所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲがＣ１～３０アルキル基である、
請求項４に記載の方法。
【請求項8】
前記有機溶剤がテトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、およびエーテルからなる群から選択される、請求項４に記載の方法。
【請求項9】
前記鉱酸がオルトリン酸であり、前記アルコールがプロパノールおよびイソプロパノールから選択される、請求項５に記載の方法。
【請求項10】
請求項１に記載の複合材料と有機溶剤とを含む組成物であって、前記有機溶剤がメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテル、およびテトラヒドロフランからなる群から選択される、組成物。
【請求項11】
ポリスチレンから選択される結合剤を所望により含み、結合剤の複合材料に対する比が１：２０（ｗ／ｗ）である、請求項１０に記載の組成物。
【請求項12】
色素およびインクから選択される着色剤を所望により含む、請求項１０に記載の組成物。
【請求項13】
多層カーボンナノチューブから選択される導電性添加剤を所望により含み、多層カーボンナノチューブの複合材料に対する比が１：２５～１：１０（ｗ／ｗ）の範囲内である、請求項１０に記載の組成物。
【請求項14】
有機蛍光添加剤または無機蛍光添加剤を所望により含み、蛍光添加剤の複合材料に対する比が１：５０～１：１０（ｗ／ｗ）の範囲内である、請求項１０に記載の組成物。
【請求項15】
請求項１０に記載の組成物でコーティングされた基材を含む撥水性表面であって、前記基材がガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙からなる群から選択される、撥水性表面。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、非湿潤性、多基材適合性、添加剤適合性、且つ、抗菌性の、１５０°を超える高い水接触角を有するコーティングを与える超疎水性材をもたらす、ランタニド／希土類系列のリン酸塩と有機ホスホン酸とを含む複合材料の合成および適用に関する。
【背景技術】
【0002】
任意表面の水和性を制御することで、それと水との相互作用が基本的には決定される。地球は「水の惑星（Ｐｌａｎｅｔ Ｗａｔｅｒ）」と呼ばれることも多く、表面の疎水性／親水性を制御できる可能性がある技術は、この「水の世界」を文字通り変化させる無類の可能性を秘めている（Ｊ．Ｔ Ｓｉｍｐｓｏｎ、Ｓ．Ｒ．ＨｕｎｔｅｒおよびＴ．Ａｙｔｕｇ、Ｒｅｐ．Ｐｒｏｇ．Ｐｈｙｓ．、２０１５年、７８巻、０８６５０１）。これに関連して、人工的な高撥水性表面が特に興味を引くものとなっている（Ｊ．Ｔ Ｓｉｍｐｓｏｎ、Ｓ．Ｒ．ＨｕｎｔｅｒおよびＴ．Ａｙｔｕｇ、Ｒｅｐ．Ｐｒｏｇ．Ｐｈｙｓ．、２０１５年、７８巻、０８６５０１；Ｇ．Ｗｅｎ、Ｚ．ＧｕｏおよびＷ．Ｌｉｕ、Ｎａｎｏｓｃａｌｅ、２０１７年、９巻、ｐｐ３３３８～３３６６；Ｑ．Ｗｅｎ、Ｚ．Ｇｕｏ、Ｃｈｅｍ．Ｌｅｔｔ．、２０１６年、４５巻、ｐｐ１１３４～１１４９；Ｘ．－Ｍ Ｌｉ、Ｄ．Ｒｅｉｎｈｏｕｄｔ、およびＭ．Ｃｒｅｇｏ－Ｃａｌａｍａ、Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．Ｒｅｖ．、２００７年、３６巻、ｐｐ１３５０～１３６８）。正しい界面化学と適切な表面粗さの組み合わせが利用されることで、様々な用途の超疎水性表面が設計されている（Ｘ．Ｚｈａｎｇ、Ｆ．Ｓｈｉ、Ｊ．Ｎｉｕ、Ｙ．ＪｉａｎｇおよびＺ．Ｗａｎｇ、Ｊ．Ｍａｔ．Ｃｈｅｍ．、２００８年、１８巻、ｐｐ６２１～６３３；Ａ．Ｊ．Ｍｅｕｌｅｒ、Ｇ．Ｈ．ＭｃＫｉｎｌｅｙおよびＲ．Ｅ．Ｃｏｈｅｎ、ＡＣＳ Ｎａｎｏ、２０１０年、４巻、ｐｐ７０４８～７０５２；Ｙ．ＳｉおよびＺ．Ｇｕｏ、Ｎａｎｏｓｃａｌｅ、２０１５年、７巻、ｐｐ５９２２～５９４６；Ｍ．Ａｇｒａｗａｌ、Ｓ．ＧｕｐｔａおよびＭ．Ｓｔａｍｍ、Ｊ．Ｍａｔ．Ｃｈｅｍ．、２０１１年、２１巻、ｐｐ６１５～６２７）。低表面エネルギー材料と組み合わせた、明確なトポグラフィックなナノスケール構造を有する階層構造的特徴に関する研究によって、実験室規模で、疎水性表面および超疎水性表面の範囲および適用可能性が明らかにされた（Ａ．Ｊ．Ｍｅｕｌｅｒ、Ｇ．Ｈ．ＭｃＫｉｎｌｅｙおよびＲ．Ｅ．Ｃｏｈｅｎ、ＡＣＳ Ｎａｎｏ、２０１０年、４巻、ｐｐ７０４８～７０５２；Ｃ．Ｙａｎｇ、Ｕ．Ｔａｒｔａｇｌｉｎｏ、およびＢ．Ｎ．Ｊ．Ｐｅｒｓｓｏｎ、Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｌｅｔｔ．、２００６年、９７巻、１１６１０３；Ｍ．Ｎｏｓｏｎｏｖｓｋｙ、およびＢ．Ｂｈｕｓｈａｎ、Ｊ．Ｐｈｙｓ．：Ｃｏｎｄｅｎｓ．Ｍａｔｔｅｒ．、２００８年、２０巻、２２５００９；Ｓ．Ａｌｅｘａｎｄｅｒ、Ｊ．Ｅａｓｔｏｅ、Ａ．Ｍ．Ｌｏｒｄ、Ｆ．ＧｕｉｔｔａｒｄおよびＡ．Ｒ．Ｂａｒｒｏｎ、ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ、２０１６年、８巻、ｐｐ６６０～６６６；Ｈ．Ｍｅｒｔａｎｉｅｍｉ、Ａ．Ｌａｕｋｋａｎｅｎ、Ｊ．Ｅ．Ｔｅｉｒｆｏｌｋ、Ｏ．ＩｋｋａｌａおよびＲ．Ｈ．Ａ．Ｒａｓ、ＲＳＣ Ａｄｖ．、２０１２年、２巻、ｐｐ２８８２～２８８６）。超疎水性材料は、それらの自浄化、防食、防氷、および防汚用途並びに油水分離の観点から広く研究されている（Ｊ．Ｚｈｕ、Ｃ．－Ｍ．Ｈｓｕ、Ｚ．Ｙｕ、Ｓ．ＦａｎおよびＹ．Ｃｕｉ、Ｎａｎｏ Ｌｅｔｔ．、２０１０年、１０巻、ｐｐ１９７９～１９８４；Ｓ．Ｊ．Ｃｈｏｉ、およびＳ．Ｙ．Ｈｕｈ、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．、２０１０年、３１巻、ｐｐ５３９～５４４；Ａ．Ｎａｋａｊｉｍａ、Ｋ．ＨａｓｈｉｍｏｔｏおよびＴ．Ｗａｔａｎａｂｅ、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、２０００年、１６巻、ｐｐ７０４４～７０４７；Ｂ．Ｂｈｕｓｈａｎ、Ｙ．Ｃ．ＪｕｎｇおよびＫ．Ｋｏｃｈ、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、２００９年、２５巻、ｐｐ３２４０～３２４８；Ｅ．Ｖａｚｉｒｉｎａｓａｂ、Ｒ．ＪａｆａｒｉおよびＧ．Ｍｏｍｅｎ、Ｓｕｒｆａｃｅ＆Ｃｏａｔｉｎｇｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、２０１８年、３４１巻、ｐｐ４０～５６；Ｇ．ＭｏｍｅｎおよびＭ．Ｆａｒｚａｎｅｈ、Ａｐｐｌ．Ｓｕｒｆ．Ｓｃｉ．、２０１４年、２９９巻、ｐｐ４１～４６；Ｒ．Ｊａｆａｒｉ、Ｒ．ＭｅｎｉｎｉおよびＭ．Ｆａｒｚａｎｅｈ、Ａｐｐｌ．Ｓｕｒｆ．Ｓｃｉ．、２０１０年、２５７巻、ｐｐ１５４０～１５４３；Ｊ．－Ｌ．Ｗａｎｇ、Ｋ．－Ｆ．Ｒｅｎ、Ｈ．Ｃｈａｎｇ、Ｓ．－Ｍ．Ｚｈａｎｇ、Ｌ．－Ｊ．ＪｉｎおよびＪ．Ｊｉ、Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．、２０１４年、１６巻、ｐｐ２９３６～２９４３；Ｃ．Ｒ．Ｃｒｉｃｋ、Ｊ．Ａ．ＧｉｂｂｉｎｓおよびＩ．Ｐ．Ｐａｒｋｉｎ、Ｊ．Ｍａｔ．Ｃｈｅｍ．Ａ、２０１３年、１巻、ｐｐ５９４３～５９４８；Ｋ．Ｌｉ、Ｘ．Ｚｅｎｇ、Ｈ．ＬｉａおよびＸ．Ｌａｉ、ＲＳＣ Ａｄｖ．、２０１４年、４巻、ｐｐ２３８６１～２３８６８；Ｚ．Ｃｈｕ、Ｙ．ＦｅｎｇおよびＳ．Ｓｅｅｇｅｒ、Ａｎｇｅｗ．Ｃｈｅｍ．Ｉｎｔ．Ｅｄ．、２０１５年、５４巻、ｐｐ２３２８～２３３８；Ｊ．Ｚｈａｎｇ、Ｗ．ＨｕａｎｇおよびＹ．Ｈａｎ、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．、２００６年、２７巻、ｐｐ８０４～８０８；Ｃ．－Ｗ．Ｔｕ、Ｃ．－Ｈ．Ｔｓａｉ、Ｃ．－Ｆ．Ｗａｎｇ、Ｓ．－Ｗ．ＫｕｏおよびＦ．－Ｃ．Ｃｈａｎｇ、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｒａｐｉｄ Ｃｏｍｍｕｎ．、２００７年、２８巻、ｐｐ２２６２～２２６６；Ａ．Ｋ．Ｋｏｔａ、Ｇ．Ｋｗｏｎ、Ｗ．Ｃｈｏｉ、Ｊ．Ｍ．ＭａｂｒｙおよびＡ．Ｔｕｔｅｊａ、Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎ．、２０１２年、３巻、ｐ１０２５；Ｌ．Ｈｕ、Ｓ．Ｇａｏ、Ｘ．Ｄｉｎｇ、Ｄ．Ｗａｎｇ、Ｊ．Ｊｉａｎｇ、Ｊ．ＪｉｎおよびＬ．Ｊｉａｎｇ、ＡＣＳ Ｎａｎｏ、２０１５年、９巻、ｐｐ４８３５～４８４２；Ｃ．－Ｈ．Ｘｕｅ、Ｓ．－Ｔ．Ｊｉａ、Ｊ．ＺｈａｎｇおよびＪ．－Ｚ．Ｍａ、Ｓｃｉ Ｔｅｃｈｎｏｌ Ａｄｖ Ｍａｔｅｒ．、２０１０年、１１巻、０３３００２）。
【0003】
超疎水性表面を作製するために、リソグラフィー、プラズマ法、電気化学的方法、化学蒸着などを含むいくつかの方法が用いられている（Ｔ．Ｍ．Ｈｅｎｄｅｒｓｏｎ（編）、Ｓｕｐｅｒｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ａｎｄ Ｃｏａｔｉｎｇｓ： Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ ａｎｄ Ｉｎｓｉｇｈｔｓ、２０１７年、ノバ・サイエンス・パブリッシャー社（Ｎｏｖａ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｉｎｃ．）、米国；Ｄ．ＯｎｅｒおよびＴ．Ｊ．ＭｃＣａｒｔｈｙ、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、２０００年、１６巻、ｐｐ７７７７～７７８２；Ｔ．Ｎａｋａｎｉｓｈｉ、Ｔ．Ｍｉｃｈｉｎｏｂｕ、Ｋ．Ｙｏｓｈｉｄａ、Ｎ．Ｓｈｉｒａｈａｔａ、Ｋ．Ａｒｉｇａ、Ｈ．ＭｏｈｗａｌｄおよびＤ．Ｇ．Ｋｕｒｔｈ、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．、２００８年、２０巻、ｐｐ４４３～４４６；Ｙ．Ｊｉａｎｇ、Ｐ．Ｗａｎ、Ｍ．Ｓｍｅｔ、Ｚ．ＷａｎｇおよびＸ．Ｚｈａｎｇ、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．、２００８年、２０巻、１９７２～１９７７；Ｘ．Ｚｈａｎｇ、Ｆ．Ｓｈｉ、Ｘ．Ｙｕ、Ｈ．Ｌｉｕ、Ｙ．Ｆｕ、Ｚ．Ｗａｎｇ、Ｌ．ＪｉａｎｇおよびＸ．Ｌｉ、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、２００４年、１２６巻、ｐｐ３０６４～３０６５；Ｊ．Ｔ．Ｈａｎ、Ｄ．Ｈ．Ｌｅｅ、Ｃ．Ｙ．ＲｙｕおよびＫ．Ｃｈｏ、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．、２００４年、１２６巻、ｐｐ４７９６～４７９７）。しかし、これらの戦略の適用は、特に大面積コーティングに関しては、これらの基材の大きさ、種類、および形状による制限を受ける。
【0004】
いくつかの特許から、超疎水性の材料、配合物、およびコーティングの開発は教示を受けた。米国特許第９６７５９９４Ｂ２号（Ｓｃｈｏｅｎｆｉｓｃｈら）では、超疎水性コーティングを実現するための、メチルトリメトキシシランおよびフッ素化アルカンを含むフッ素化粒子の使用が開示された。米国特許出願公開第２０１８００４４５４１号（Ｊｉａｎら）には、撥水性コーティングとしての特定の基材上の、フッ素を含まない疎水性ポリオレフィンポリマー、フィラーとしての二酸化チタンナノ粒子、および水を含む非フッ素化組成物が記載された。接着促進基と低表面エネルギー基を含有するシルセスキオキサンの疎水性ナノ粒子を含む超疎水性コーティングが、米国特許出願公開第２０１１／０１７７２５２号（Ｋａｎａｇａｓｂａｐａｔｈｙら）で開示された。欧州特許出願公開第２９５１２５２Ａ１号（Ｓｕｎｄｅｒら）には、シリカまたはチタンの有機修飾ナノ粒子およびポリウレタンからなる、複数の基材に適用するための、蓮の葉効果が組み込まれた超疎水性コーティングが記載された。米国特許出願公開第２０１１／０２０６９２５号（Ｋｉｓｓｅｌら）には、３工程で作製されたポリマーエアロゲルベースの疎水性コーティングが記載され、１５０℃で焼鈍した際には１４０°の接触角が得られた。国際出願第ＰＣＴ／ＩＮ０８／００５３８号におけるＡｊａｙａｇｈｏｓｈら、および米国特許出願公開第１２／６７８５４６号は、超疎水性材料として機能的有機分子を含む炭素同素体ベースのハイブリッド材料の使用を開示した（Ｔ．Ｎａｋａｎｉｓｈｉ、Ｔ．Ｍｉｃｈｉｎｏｂｕ、Ｋ．Ｙｏｓｈｉｄａ、Ｎ．Ｓｈｉｒａｈａｔａ、Ｋ．Ａｒｉｇａ、Ｈ．Ｍoｈｗａｌｄ、およびＤ．Ｇ．Ｋｕｒｔｈ、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．、２００８年、２０巻、ｐｐ４４３～４４６；Ｚ．Ｈａｎ、Ｂ．Ｔａｙ、Ｃ．Ｔａｎ、Ｍ．Ｓｈａｋｅｒｚａｄｅｈ、およびＫ．Ｏｓｔｒｉｋｏｖ、ＡＣＳ Ｎａｎｏ、２００９年、３巻、ｐｐ３０３１～３０３６；Ｓ．Ｃ．Ｔａｎ、Ｆ．Ｙａｎ、Ｌ．Ｉ．Ｃｒｏｕｃｈ、Ｊ．Ｒｏｂｅｒｔｓｏｎ、Ｍ．Ｒ．Ｊｏｎｅｓ、およびＭ．Ｅ．Ｗｅｌｌａｎｄ、Ａｄｖ．Ｆｕｎｃｔ．Ｍａｔｅｒ．、２０１３年、２３巻、ｐｐ５５５６～５５６３；Ｌ．Ｈ．Ｌｉ、Ｙ．Ｙ．Ｂａｉ、Ｌ．Ｌ．Ｌｉ、Ｓ．Ｑ．Ｗａｎｇ、およびＴ．Ｚｈａｎｇ、Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ．、２０１７年、２９巻、１７０２５１７；Ｙ．Ｌｉｎ、Ｇ．Ｊ．Ｅｈｌｅｒｔ、Ｃ．Ｂｕｋｏｗｓｋｙ、およびＨ．Ａ．Ｓｏｄａｎｏ、ＡＣＳ Ａｐｐｌ．Ｍａｔｅｒ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ、２０１１年、３巻、ｐｐ２２００～２２０３）。表面に抗湿潤性を付与するための、限定はされないがケイ素、チタン、亜鉛、マンガン、アルミニウム、およびジルコニウムなどの金属の酸化物、並びに、限定はされないが金、銀、およびパラジウムなどの金属のナノ粒子の使用に関する、いくつかの特許および報告が見つかっている。
【0005】
中国特許第１０８９７６９９５号（Ｚａｎｇ）は、枝編み細工品用にリン酸ランタン／水ベースの塗料を使用する手順を教示している。元のリン酸ランタンが固有の超疎水性を有することはまだ示されていない。希土類元素リン酸塩ベースの非反応性且つ非湿潤性の表面が、欧州特許第３１９７８２９Ａ２号（Ｓａｓｉｄｈａｒａｎら）に記載されているが、この発明は疎水性だけに限定されたものであり、特に、鋳造産業における用途のための亜鉛およびアルミニウムのような溶融金属の場合の反応性表面上では、１００°台の水接触角が得られた（Ｓ．Ｓａｓｉｄｈａｒａｎ Ｂ．Ｎ．Ｎａｉｒ、Ｔ．Ｓｕｚｕｋｉ、Ｇ．Ｍ．Ａｎｉｌｋｕｍａｒ、Ｍ．Ｐａｄｍａｎａｂｈａｎ、Ｕ．Ｓ．Ｈａｒｅｅｓｈ、およびＫ．Ｇ．Ｗａｒｒｉｅｒ、Ｓｃｉ Ｒｅｐ、２０１６年、６巻、２２７３２）。複数の基材に適合し、水接触角が１００°を超える、多機能超疎水性が、これらの材料クラスで達成されることはまれであった。
【0006】
以上から、当該技術分野では、複数の基材と適合し、水接触角が１００°を超える、超疎水性を有する複合材料が必要とされている。
本発明の目的
本発明の目的
【0007】
本発明の主な目的は、ランタンおよびセリウムから選択される希土類金属のリン酸塩と、有機ホスホン酸とを含む、複合材料を提供することである。
【0008】
本発明の別の目的は、複数の基材上で１５０°を超える水接触角を有する撥水性表面を提供することである。
【0009】
本発明のさらに別の目的は、１５０°を超える水接触角を失うことなく、表面が、光照射に際し放射性となるような、または、選択された添加剤の制御添加を介して導電性となるような、撥水性表面を提供することである。
【0010】
本発明のさらに別の目的は、複合材料と接触した、またはそれでコーティングされた表面が、着氷を無視できる抗菌性表面へのアクセスを与えながら、水接触角が１５０°超を保持するような、疎氷性および抗菌活性を有する複合材料を提供することである。
【発明の概要】
【0011】
本発明の態様は、ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩と有機ホスホン酸とを含む複合材料であって、
前記リン酸塩はランタンもしくはセリウムのリン酸塩またはその混合物であり、前記有機ホスホン酸はアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基は一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基はフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基は所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲはＣ１～３０アルキル基であり；
前記元素のリン酸塩と前記有機ホスホン酸は２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比である、
複合材料を提供するものである。
前記リン酸塩はランタンもしくはセリウムのリン酸塩またはその混合物であり、前記有機ホスホン酸はアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基は一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基はフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基は所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲはＣ１～３０アルキル基であり；
前記元素のリン酸塩と前記有機ホスホン酸は２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比である、
複合材料を提供するものである。
【0012】
本発明の別の態様は、前記複合材料を作製する方法であって、
（ａ）ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩を酸処理により活性化させることで活性化リン酸塩を得ること；
（ｂ）有機溶剤中、工程（ａ）で得られた前記活性化リン酸塩を、有機ホスホン酸と、２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比で混合することで混合物を得ること；
（ｃ）工程（ｂ）で得られた混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌し、その後、５０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離を２回行い、熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記複合材料を得ること、
を含む、方法を提供するものである。
（ａ）ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩を酸処理により活性化させることで活性化リン酸塩を得ること；
（ｂ）有機溶剤中、工程（ａ）で得られた前記活性化リン酸塩を、有機ホスホン酸と、２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比で混合することで混合物を得ること；
（ｃ）工程（ｂ）で得られた混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌し、その後、５０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離を２回行い、熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記複合材料を得ること、
を含む、方法を提供するものである。
【0013】
本発明の態様において、前記元素のリン酸塩の酸処理が以下を含む工程によって実施される、前記複合材料を作製する方法が提供される：
ｉ．鉱酸および前記元素のリン酸塩を水に添加し、１１０℃で１２時間還流させることで、懸濁液を得ること；
ｉｉ．前記懸濁液を室温に冷却し、５０００ｒｐｍで１０分間遠心すること；
ｉｉｉ．水に再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間、２回遠心すること；
ｉｖ．アルコールに再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間遠心することで、固体粉末を得ること；並びに
ｖ．前記固体粉末を熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記元素の活性化リン酸塩を得ること。
ｉ．鉱酸および前記元素のリン酸塩を水に添加し、１１０℃で１２時間還流させることで、懸濁液を得ること；
ｉｉ．前記懸濁液を室温に冷却し、５０００ｒｐｍで１０分間遠心すること；
ｉｉｉ．水に再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間、２回遠心すること；
ｉｖ．アルコールに再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間遠心することで、固体粉末を得ること；並びに
ｖ．前記固体粉末を熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記元素の活性化リン酸塩を得ること。
【0014】
本発明の別の態様において、前記ランタニド系列由来の元素がランタンおよびセリウムから選択される、複合材料を作製する方法が提供される。
【0015】
本発明のさらに別の態様において、前記複合材料を作製する方法であって、
前記有機ホスホン酸がアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基が一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基がフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基が所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲがＣ１～３０アルキル基である、
方法が提供される。
前記有機ホスホン酸がアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基が一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基がフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基が所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲがＣ１～３０アルキル基である、
方法が提供される。
【0016】
本発明のさらに別の態様において、前記有機溶剤がテトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、およびエーテルからなる群から選択される、前記複合材料を作製する方法が提供される。
【0017】
本発明の別の態様において、前記鉱酸がオルトリン酸であり、前記アルコールがプロパノールおよびイソプロパノールから選択される、前記複合材料を作製する方法が提供される。
【0018】
本発明のさらに別の態様は、前記複合材料と有機溶剤とを含む組成物であって、前記有機溶剤がメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテル、およびテトラヒドロフランからなる群から選択される、組成物が提供される。
【0019】
本発明の別の態様において、所望によりポリスチレンから選択される結合剤を含む、組成物が提供される。
【0020】
本発明のさらに別の態様において、所望により色素およびインクから選択される着色剤を含む、組成物が提供される。
【0021】
本発明のさらに別の態様において、所望により多層カーボンナノチューブから選択される導電性添加剤を含む組成物が提供される。
【0022】
本発明のさらに別の態様は、前記組成物でコーティングされた基材を含む撥水性表面であって、前記基材がガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙からなる群から選択される、撥水性表面を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【0023】
【図10】図１０は、６０℃で２時間焼鈍された、活性化ＬａＰＯ４およびオクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を含む複合材料でコーティングされたガラス基材上の、水滴の写真を示している。分かりやすさのために、着色された水が使用されている。
【図11】図１１は、広域コーティング（７．５ｃｍ×１１ｃｍ）：（Ａ）水接触角（約１５３°）、並びに、６０℃で２時間焼鈍された、活性化ＬａＰＯ４およびオクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）の複合材料 コーティングされた、（Ｂ）スライド、並びに（Ｃ）ガラス基材上の水滴の各写真を示している。
【図12】図１２は、６０℃で２時間焼鈍された、洗浄されたガラス基材上の、活性化ＬａＰＯ４、オクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）、および５％ポリスチレンを含む複合材料の水接触角（約１５３°）を示している。
【図13】図１３は、ＰＤＭＳ接着剤を用いて洗浄されたガラス基材上に固定され、８０℃で２時間硬化された、活性化ＬａＰＯ４およびオクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を含む複合材料の水接触角（約１５４°）を示している。
【図15】図１５は、ＰＤＭＳ接着剤を用いて基材上に固定され、８０℃で２時間硬化された、活性化ＬａＰＯ４およびオクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）の複合材料 コーティングされた異なる基材上の水滴の写真を示している。
【図16】図１６は、安定性の確認を行う、５回のスコッチテープ試験後の、ＰＤＭＳ接着剤を用いて洗浄されたガラス基材上に固定され、８０℃で２時間硬化された、活性化ＬａＰＯ４およびオクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を含む複合材料の水接触角における変化を示している。
【図17】図１７は、ＰＤＭＳ接着剤を用いて木製基材上に固定され、８０℃で２時間硬化させた、周囲環境条件に９０日間暴露した後の、活性化ＬａＰＯ４およびオクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を含む複合材料コーティングの、安定性および耐久性を示しており、水接触角は約１５４°である。
【図18】図１８は、活性化ＬａＰＯ４、オクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）、および緑色着色剤を含む複合材料でコーティングされ、６０℃で２時間焼鈍されたガラス基材の、水滴の写真（左）および対応する水接触角（右、約１５５°）を示している。
【図19】図１９は、活性化ＬａＰＯ４、オクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）、および青色着色剤を含む複合材料でコーティングされ、６０℃で２時間焼鈍されたガラス基材の、水滴の写真（左）および対応する水接触角（右、約１５３°）を示している。
【図20】図２０は、活性化ＬａＰＯ４、オクタデシルホスホン酸を含む複合材料（４：１、ｗ／ｗ、左）で、および、前記複合材料にピレンを添加（１：１０、ｗ／ｗ）することで得られるシアン発光超疎水性コーティングで、コーティングされたガラス基材を、共に６０℃で２時間焼鈍したものの、昼光下の写真（上段）および紫外光下の写真（３６５ｎｍ、下段）を示している。
【図21】図２１は、活性化ＬａＰＯ４、オクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を含み、添加剤（１（ピレン）：１０（複合材料）、ｗ／ｗ）を含有する、複合材料でコーティングされ、６０℃で２時間焼鈍されたガラス基材の、シアン発光超疎水性コーティング上の水滴のＵＶ光下の写真（３６５ｎｍ、左）、および、対応する水接触角（右、約１５３°）を示している。
【図22】図２２は、活性化ＬａＰＯ４、オクタデシルホスホン酸を含む複合材料（４：１、ｗ／ｗ、左）で、および、前記複合材料にＭＷＣＮＴを添加（１：４、ｗ／ｗ）することで得られる導電性超疎水性コーティングで、コーティングされたガラス基材を、共に６０℃で２時間焼鈍したものの、写真を示している。
【図23】図２３は、活性化ＬａＰＯ４、オクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を含み、添加剤（１（ＭＷＣＮＴ）：１０（複合材料）、ｗ／ｗ）を含有する、複合材料でコーティングされ、６０℃で２時間焼鈍されたガラス基材の、導電性超疎水性コーティング上の水滴の写真、および、対応する水接触角（右、約１５７°）を示している。
【図24】図２４は、活性化ＬａＰＯ４、オクタデシルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を含み、添加剤（１（ＭＷＣＮＴ）：４（複合材料）、ｗ／ｗ）を含有する、複合材料を用いた、６０℃で２時間焼鈍されたガラス基材上の、導電性超疎水性コーティングの場合の、電流対電位プロットを示している。推定伝導率＝１．２４Ｓ／ｃｍ
【0024】
使用された略語
ＰＤＭＳ：ポリジメチルシロキサン
ｗｔ％：重量パーセント
ｃｍ：センチメートル
ｎｍ：ナノメートル
ＭＷＣＮＴ：多層カーボンナノチューブ
Ｓ／ｃｍ：ジーメンス毎センチメートル
Ｒｐｍ：回転毎分
ｍｇ：ミリグラム
ｍＬ：ミリリットル
ＰＤＭＳ：ポリジメチルシロキサン
ｗｔ％：重量パーセント
ｃｍ：センチメートル
ｎｍ：ナノメートル
ＭＷＣＮＴ：多層カーボンナノチューブ
Ｓ／ｃｍ：ジーメンス毎センチメートル
Ｒｐｍ：回転毎分
ｍｇ：ミリグラム
ｍＬ：ミリリットル
【発明を実施するための形態】
【0025】
本節は好ましい実施形態の本発明を詳細に説明するものである。
【0026】
本発明は、ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩と有機ホスホン酸とを含む複合材料であって、
前記リン酸塩はランタンもしくはセリウムのリン酸塩またはその混合物であり、前記有機ホスホン酸はアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基は一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基はフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基は所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲはＣ１～３０アルキル基であり；
前記元素のリン酸塩と前記有機ホスホン酸は２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比である、
複合材料に向けられたものである。
前記リン酸塩はランタンもしくはセリウムのリン酸塩またはその混合物であり、前記有機ホスホン酸はアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基は一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基はフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基は所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲはＣ１～３０アルキル基であり；
前記元素のリン酸塩と前記有機ホスホン酸は２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比である、
複合材料に向けられたものである。
【0027】
本発明の実施形態において、ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩と有機ホスホン酸とを含む複合材料であって、前記元素のリン酸塩および前記有機ホスホン酸が１０：１（ｗ／ｗ）の範囲の比である、複合材料が提供される。
【0028】
本発明の別の実施形態において、ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩と有機ホスホン酸とを含む複合材料であって、前記元素のリン酸塩および前記有機ホスホン酸が４：１（ｗ／ｗ）の範囲の比である、複合材料が提供される。
【0029】
本発明はまた、前記複合材料を作製する方法であって、
（ａ）ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩を酸処理により活性化させることで活性化リン酸塩を得ること；
（ｂ）有機溶剤中、工程（ａ）で得られた前記活性化リン酸塩を、有機ホスホン酸と、２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比で混合することで混合物を得ること；
（ｃ）工程（ｂ）で得られた混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌し、その後、５０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離を２回行い、熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記複合材料を得ること、
を含む、方法に向けられたものである。
（ａ）ランタニド系列から選択される元素のリン酸塩を酸処理により活性化させることで活性化リン酸塩を得ること；
（ｂ）有機溶剤中、工程（ａ）で得られた前記活性化リン酸塩を、有機ホスホン酸と、２０：１～４：１（ｗ／ｗ）の範囲内の比で混合することで混合物を得ること；
（ｃ）工程（ｂ）で得られた混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌し、その後、５０００ｒｐｍで１０分間の遠心分離を２回行い、熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記複合材料を得ること、
を含む、方法に向けられたものである。
【0030】
本発明の実施形態において、前記元素のリン酸塩の酸処理が以下を含む工程によって実施される、前記複合材料を作製する方法が提供される：
ｉ．鉱酸および前記元素のリン酸塩を水に添加し、１１０℃で１２時間還流させることで、懸濁液を得ること；
ｉｉ．前記懸濁液を室温に冷却し、５０００ｒｐｍで１０分間遠心すること；
ｉｉｉ．水に再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間、２回遠心すること；
ｉｖ．アルコールに再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間遠心することで、固体粉末を得ること；並びに
ｖ．前記固体粉末を熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記元素の活性化リン酸塩を得ること。
ｉ．鉱酸および前記元素のリン酸塩を水に添加し、１１０℃で１２時間還流させることで、懸濁液を得ること；
ｉｉ．前記懸濁液を室温に冷却し、５０００ｒｐｍで１０分間遠心すること；
ｉｉｉ．水に再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間、２回遠心すること；
ｉｖ．アルコールに再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間遠心することで、固体粉末を得ること；並びに
ｖ．前記固体粉末を熱風炉において７０℃で１２時間乾燥させることで、前記元素の活性化リン酸塩を得ること。
【0031】
本発明の別の実施形態において、前記ランタニド系列由来の元素がランタンおよびセリウムから選択される、複合材料を作製する方法が提供される。
【0032】
本発明のさらに別の実施形態において、前記複合材料を作製する方法であって、
前記有機ホスホン酸がアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基が一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基がフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基が所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲがＣ１～３０アルキル基である、
方法が提供される。
前記有機ホスホン酸がアルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、
前記アルキル基が一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基がフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基が所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲがＣ１～３０アルキル基である、
方法が提供される。
【0033】
本発明のさらに別の実施形態において、前記有機溶剤がテトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、およびエーテルからなる群から選択される、前記複合材料を作製する方法が提供される。
【0034】
本発明の実施形態において、前記鉱酸がオルトリン酸であり、前記アルコールがプロパノールおよびイソプロパノールから選択される、前記複合材料を作製する方法が提供される。
【0035】
本発明の実施形態は、前記複合材料と有機溶剤とを含む組成物であって、前記有機溶剤がメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテル、およびテトラヒドロフランからなる群から選択される、組成物が提供される。
【0036】
本発明の実施形態において、前記複合材料と有機溶剤とを含む組成物であって、所望によりポリスチレンから選択される結合剤を含み、結合剤の複合材料に対する比が１：２０（ｗ／ｗ）である、組成物が提供される。
【0037】
本発明の別の実施形態において、前記複合材料と有機溶剤とを含む組成物であって、所望により色素およびインクから選択される着色剤を含む、組成物が提供される。
【0038】
本発明のさらに別の実施形態において、前記複合材料と有機溶剤とを含む組成物であって、所望により多層カーボンナノチューブから選択される導電性添加剤を含み、多層カーボンナノチューブの複合材料に対する比が１：２５～１：１０（ｗ／ｗ）の範囲内である、組成物が提供される。
【0039】
本発明のさらに別の実施形態において、前記複合材料と有機溶剤とを含む組成物であって、所望により有機蛍光添加剤または無機蛍光添加剤を含み、蛍光添加剤の複合材料に対する比が１：５０～１：１０（ｗ／ｗ）の範囲内である、組成物が提供される。
【0040】
本発明のさらに別の実施形態は、前記組成物でコーティングされた基材を含む撥水性表面であって、前記基材がガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙からなる群から選択される、撥水性表面を提供するものである。
【0041】
撥水性コーティングに関する広範な検討の末、本発明の発明者らは、明確なナノスケール形態を有する、ランタンおよびセリウムから選択される希土類金属のリン酸塩と、有機ホスホン酸とを含む、セラミック材料の表面の有機的な修飾によって、当該複合材料と接触した、またはそれでコーティングされた当該表面に、これまでになく高い、１５０°を超える水接触角が付与されることを発見した。
【0042】
１つの実施形態において、本発明は、希土類金属のリン酸塩、好ましくはランタンリン酸塩および／もしくはセリウムリン酸塩またはそれらの１：１０～１０：１比の混合物の活性化と、前記活性化リン酸塩を有機ホスホン酸と接触させることとを含む、二段階法を介した、超疎水性セラミック複合材料を作製する方法に向けられたものである。前記ホスホン酸は、アルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から独立して選択される。好ましいリン酸塩は、明確なナノスケール形態を有する、２００～２５０℃でか焼されたリン酸ランタンである。前記リン酸塩は、オルトリン酸から選択される鉱酸を用いた酸処理によって活性化される。前記鉱酸は、１ｍＬ／２５ｍＬの水／１グラムのＬｎＰＯ４という濃度である。前記リン酸塩は、鉱酸により１１０℃で１２時間処理し、冷却し、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し、水に再分散させて５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、その後アルコールに再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し、７０℃で１２時間乾燥させる。使用されるアルコールはプロパノール、より好ましくはイソプロパノールである。
【0043】
本発明は、ＬｎＰＯ４と有機ホスホン酸とを２０未満：１比、好ましくは１０：１比、より好ましくは４：１比で含む複合材料であって、Ｌｎは独立してＬａ３＋およびＣｅ３＋またはその混合物から選択され、Ｌｎ／Ｃｅ比は０：１０～１０：０であり、好ましくはＬａＰＯ４は２００～２５０℃でか焼されるその前駆物質から得られ、明確なナノスケール形態を有する、複合材料に向けられたものである。前記ホスホン酸は、独立して、アルキルホスホン酸、アリルホスホン酸、およびアリールホスホン酸からなる群から選択され、前記アルキル基は一般式ＣｎＨ２ｎ＋１のＣ２～Ｃ２５アルキル鎖、分岐アルキル、または不飽和アルキルを含み、前記アリール基はフェニル、ベンジル、またはピリジルもしくはターピリジニルを含むヘテロアリールを含み、前記アリール基は所望によりハロゲン、ＯＨ、－ＣＮ、ＯＲ１～３０、ＮＨ１～２Ｒ０～３０、Ｎ（Ｒ１～３０）２、ＣＯＯＨ、ＣＯＯＲ１～３０で置換されており、ＲがＣ１～３０アルキル基である。
【0044】
本発明はまた、有機溶剤中のその分散液から作製される、前記複合材料の薄膜コーティングに向けられたものであり前記有機溶剤の非限定例としては、１ｗｔ％溶媒の最小組成から、９９ｗｔ％溶媒の最大組成までの、メタノール、エタノール、プロパノール、およびイソプロパノールからなる群から選択されるアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテル、およびテトラヒドロフランからなる群から選択される炭化水素が挙げられる。前記複合材料の前記溶媒に対する補正（ｗｅｉｇｈｔｅｄ）組成は、５０ｍｇ／ｍＬ、好ましくは３０ｍｇ／ｍＬ、より好ましくは２０ｍｇ／ｍＬであり、固体基材上にドロップキャストまたはスピンキャストされる。
【0045】
ある実施形態では、前記固体基材は、酸化物、窒化物、炭化物、ホウ化物、－リン酸塩、硫化物などを含有する、または含有しない、限定はされないが、ポリマー、生地、または紙などの有機材料（最低５０％の有機組成物）、限定はされないが、金属材料および合金などの無機材料（最低５０％の有機組成物）、並びに、限定はされないが、炭素、半導体、ガラス、およびセラミックスなどの非金属材料から構成される。ある特定の実施形態において、前記基材は、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙からなる群から選択される。この基材を、複合材料を含む組成物と接触させる、またはそれでコーティングし、乾燥させ、６０℃で２時間焼鈍すると、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す。
【0046】
本発明の別の実施形態は、ポリスチレン、好ましくは分子量３５，０００のポリスチレンである結合剤を１：２０（結合剤：複合材料、ｗ／ｗ）の比で含む、テトラヒドロフランから選択される溶媒に分散された複合材料の、スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、またはドロップコーティングが可能な配合物を含む。さらに、複合材料の安定なフィルムが、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙からなる群から選択される基材上にコーティングされ、接着剤が好適な硬化剤を１０：１（ｗ／ｗ）の補正組成で含有するポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）のドクターブレード法による薄膜であり、粉末が基材上に接着剤により固定される前記複合材料である、「パウダー・オン・グルー」法を介して形成される。過剰な粉末が吸引器で除去された後、８０℃で３時間硬化される。これらの戦略により、水接触角が１５０°を超える高い撥水性がもたらされる。
【0047】
特定の実施形態では、本発明は、複合材料または修飾された基材の貯蔵寿命によって表される、前記複合材料および接触またはコーティングされた基材の安定性および耐久性に関する。修飾された基材のスコッチテープ試験、および、１週間、好ましくは１か月間、より好ましくは１年間の、好ましくは８０％の性能維持、より好ましくは９０％の性能維持を伴う、環境条件への暴露が実施された。実験室条件下での複合材料およびコーティングされた基材の貯蔵寿命は１年を超えると推定された。５回の後のスコッチテープ試験では、１５０°を超える接触角が得られ、１か月間を超える環境条件への暴露では、修飾された基材の撥水性の９０％超が保持された。
【0048】
本発明の別の実施形態は、複合材料によって誘導された基材の滑り性を呈する疎水性質を介して、複合材料で修飾された表面上の凝結または氷の形成を低減する方法を提供する。複合材料と接触させられた、またはそれでコーティングされた基材は、水滴を付着させず、当該コーティングはこのようにして防氷性を基材に付与することで、転がり角度が５°未満の、好ましくは３°未満の、より好ましくは２°未満の疎氷性表面が得られ、滑り性を呈する超疎水性を有する好適な基材上に高い撥水性と１５０°を超える水接触角を有する複合材料、コーティングまたは配合物が得られる。
【0049】
本発明の別の実施形態において、有機溶剤中の複合材料の配合物であって、溶媒の非限定例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールからなる群から選択されるアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテルからなる群から選択される炭化水素、およびテトラヒドロフランが挙げられ、好ましくはテトラヒドロフランであり、配合物のテトラヒドロフランに可溶性のインクおよび色素から選択される好適な着色料を含有する、配合物は、溶媒に対する複合材料が５０：１～１：１（ｗ／ｖ）であり、好ましくは、１ｍＬのテトラヒドロフラン中の２０ｍｇの複合材料であって、０．１～２．０ｍｇの着色料、好ましくは０．５～１．０ｍｇの着色料を含有させることで、１５０°を超える水接触角を失わずに、その着色された超疎水性非湿潤性表面が得られる。
【0050】
本発明の別の態様は、ＬａＰＯ４複合材料として１：５０（ｗ／ｗ）の補正組成での、好ましくは１：２５（ｗ／ｗ）の補正組成での、より好ましくは１：１０（ｗ／ｗ）の補正組成での、有機蛍光添加剤または無機蛍光添加剤の制御添加を介した、および、ＬａＰＯ４複合材料として１：２５（ｗ／ｗ）の補正組成での、好ましくは１：１０（ｗ／ｗ）の補正組成での、より好ましくは１：４（ｗ／ｗ）の補正組成での、導電性添加剤、好ましくは導電性炭素同素体、より好ましくは直径１００ｎｍ超の多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）の制御添加を介した、非湿潤性発光蛍光コーティングを含むがこれに限定はされない、誘導された多機能特性であって、前記コーティングが１．２Ｓ／ｃｍを超える導電性を有し、ＭＷＣＮＴを含有しないコーティングが１０－９Ｓ／ｃｍ未満の導電性を有することにより、非湿潤性導電性表面の伝導率において最低１０９倍の増加を誘導し、上記のそれぞれにおける前記コーティングは、１５０°を超える水接触角の値によって判断される水和性に検出可能な差異がない、誘導された多機能特性に向けられたものである。
【0051】
特に、複合材料、配合物、およびコーティングが、滑り性を呈する超疎水性、疎氷性、抗湿潤性、および一般的な病原菌に対する広域抗菌作用を有するような実施形態は、グラム陽性菌株およびグラム陰性菌株の両方から選択される微生物の接着および生存を７０％、好ましくは８０％、より好ましくは９０％減少させる。ある特定の実施形態において、菌種は、大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ） スメグマ菌（Ｍ．ｓｍｅｇｍａｔｉｓ）、および黄色ブドウ球菌（Ｓ．ａｕｒｅｕｓ）から選択される。しかし、好ましくは最大５ｗｔ％の、機能的な殺生物性成分の添加によって、前記材料またはコーティングの抗菌活性を、コーティングされた表面に非常に近い、またはそれと接触している、細菌、真菌、ウイルス、昆虫などを含むがこれらに限定はされない１または複数の望ましくない生物の、増殖およびカバレッジ（ｃｏｖｅｒａｇｅ）の、部分的な阻害、防止、低減、または排除に向けて調整することができる。
【実施例】
【0052】
以下の実施例は例示であり、限定を目的とするものではない。
【0053】
実施例１：希土類金属のリン酸塩の活性化
ＬｎＰＯ４（Ｌｎは独立してＬａ３＋およびＣｅ３＋またはＬｎ３＋およびＣｅ３＋の混合物から選択され、０：１０～１０：０の任意のＬｎ／Ｃｅ比である）、好ましくは２００～２５０℃でか焼されたＬａＰＯ４を、酸処理法によって表面活性化した。１ｍＬ／２５ｍＬの水／１ｇのＬｎＰＯ４の濃度の、水中の鉱酸、好ましくはオルトリン酸を添加し、１１０℃で１２時間還流させた。この懸濁液をその後、室温まで冷却し、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し、水に再分散させて５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、その後アルコール、好ましくはプロパノールに再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間遠心した。このようにして得られた固体粉末を、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
ＬｎＰＯ４（Ｌｎは独立してＬａ３＋およびＣｅ３＋またはＬｎ３＋およびＣｅ３＋の混合物から選択され、０：１０～１０：０の任意のＬｎ／Ｃｅ比である）、好ましくは２００～２５０℃でか焼されたＬａＰＯ４を、酸処理法によって表面活性化した。１ｍＬ／２５ｍＬの水／１ｇのＬｎＰＯ４の濃度の、水中の鉱酸、好ましくはオルトリン酸を添加し、１１０℃で１２時間還流させた。この懸濁液をその後、室温まで冷却し、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し、水に再分散させて５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、その後アルコール、好ましくはプロパノールに再分散させ、５０００ｒｐｍで１０分間遠心した。このようにして得られた固体粉末を、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0054】
実施例２：ＬａＰＯ４－アルキル／シクロアルキル／アリルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４と対応するアルキルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４と対応するアルキルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0055】
テトラヒドロフランが好ましい溶媒であったが、溶媒の非限定例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテルなどの炭化水素が挙げられる。
【0056】
実施例２．１：ＬａＰＯ４－ヘキシルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とヘキシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とヘキシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0057】
実施例２．２：ＬａＰＯ４－オクチルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とオクチルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とオクチルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0058】
実施例２．３：ＬａＰＯ４－デシルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とデシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とデシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0059】
実施例２．４：ＬａＰＯ４－ドデシルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とドデシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とドデシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0060】
実施例２．５：ＬａＰＯ４－テトラデシルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とテトラデシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とテトラデシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0061】
実施例２．６：ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とオクチルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とオクチルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0062】
実施例２．７：ＬａＰＯ４－シクロヘキシルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とシクロヘキシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とシクロヘキシルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0063】
実施例２．８：ＬａＰＯ４－アリルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とアリルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とアリルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0064】
実施例３：ＬａＰＯ４－アリールホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４と対応するアリールホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４と対応するアリールホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0065】
テトラヒドロフランが好ましい溶媒であったが、溶媒の非限定例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテルなどの炭化水素が挙げられる。
【0066】
実施例３．１：ＬａＰＯ４－フェニルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とフェニルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とフェニルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0067】
実施例３．２：ＬａＰＯ４－ベンジルホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とベンジルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とベンジルホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0068】
実施例３．３：ＬａＰＯ４－ｐ－（４－［２，２’：６’，２”－ターピリジン］－４’－イルフェニル）ホスホン酸ホスホン酸複合材料の合成
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とｐ－（４－［２，２’：６’，２”－ターピリジン］－４’－イルフェニル）ホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
明確な棒状形態を有する活性化ＬａＰＯ４とｐ－（４－［２，２’：６’，２”－ターピリジン］－４’－イルフェニル）ホスホン酸とを４：１（ｗ／ｗ）比で有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン中で混合し、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＬａＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフランという最終組成を得た。この混合物を２５～２８℃で７２時間撹拌した後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥させた。
【0069】
実施例４：ＣｅＰＯ４－アルキル／シクロアルキルアリルホスホン酸複合材料の合成
実施例３で詳述された実験手順を、以下のように、希少なランタニド系列の他の金属リン酸塩に拡張した：ＴＨＦ中、活性化ＣｅＰＯ４＋対応するアルキルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）（最終組成は、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＣｅＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフラン）、２５～２８℃で７２時間撹拌、その後５０００ｒｐｍで１０分間遠心（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥。
実施例３で詳述された実験手順を、以下のように、希少なランタニド系列の他の金属リン酸塩に拡張した：ＴＨＦ中、活性化ＣｅＰＯ４＋対応するアルキルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）（最終組成は、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化ＣｅＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフラン）、２５～２８℃で７２時間撹拌、その後５０００ｒｐｍで１０分間遠心（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥。
【0070】
実施例５：ＬａＰＯ４－ＣｅＰＯ４混合物－アルキル／シクロアルキル／アリル／アリールホスホン酸複合材料の合成
実施例３で詳述された実験手順を、以下のように、希少なランタニド系列の金属リン酸塩混合物に拡張した：ＴＨＦ中、０：１０～１０：０の任意比のＬａＰＯ４－ＣｅＰＯ４＋対応するアルキルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を活性化（混合）し（最終組成は、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化（混合）されたＬａＰＯ４－ＣｅＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフラン）、２５～２８℃で７２時間撹拌後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥した。
実施例３で詳述された実験手順を、以下のように、希少なランタニド系列の金属リン酸塩混合物に拡張した：ＴＨＦ中、０：１０～１０：０の任意比のＬａＰＯ４－ＣｅＰＯ４＋対応するアルキルホスホン酸（４：１、ｗ／ｗ）を活性化（混合）し（最終組成は、５０ｍｇのホスホン酸／２００ｍｇの活性化（混合）されたＬａＰＯ４－ＣｅＰＯ４／２５ｍＬのテトラヒドロフラン）、２５～２８℃で７２時間撹拌後、５０００ｒｐｍで１０分間遠心し（２回）、熱風炉内の７０℃で１２時間乾燥した。
【0071】
実施例６：固体基材上の複合材料の薄膜コーティングの作製および多基材適合性
ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料（２０ｍｇ）を、有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）に２０ｍｇ／ｍＬの組成で分散させた。この混合物を一晩撹拌することで、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍したところ、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す表面修飾基材が得られ、基材非依存性または多基材適合性の抗湿潤性が確認された。
ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料（２０ｍｇ）を、有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）に２０ｍｇ／ｍＬの組成で分散させた。この混合物を一晩撹拌することで、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍したところ、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す表面修飾基材が得られ、基材非依存性または多基材適合性の抗湿潤性が確認された。
【0072】
オクタデシルホスホン酸の場合の手順と全く同じ手順に従って他のホスホン酸を用いても、好適な基材上のコーティングが得られた。
【0073】
テトラヒドロフランが好ましい溶媒であったが、溶媒の非限定例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテルなどの炭化水素が挙げられる。
【0074】
実施例７：ポリスチレン結合剤を含む複合材料の配合
スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、またはドロップコーティングが可能な前記複合材料の配合物を、有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフランを用いて作製した。ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料（２０ｍｇ）を、テトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）に２０ｍｇ／ｍＬの組成で分散させた。ポリスチレン（１ｍｇ、分子量３５，０００）を１：２０（結合剤：複合材料、ｗ／ｗ）の組成で結合剤として添加し、室温で一晩撹拌することで、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍したところ、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す表面修飾基材が得られ、基材非依存性または多基材適合性の抗湿潤性が確認された。
スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、またはドロップコーティングが可能な前記複合材料の配合物を、有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフランを用いて作製した。ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料（２０ｍｇ）を、テトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）に２０ｍｇ／ｍＬの組成で分散させた。ポリスチレン（１ｍｇ、分子量３５，０００）を１：２０（結合剤：複合材料、ｗ／ｗ）の組成で結合剤として添加し、室温で一晩撹拌することで、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍したところ、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す表面修飾基材が得られ、基材非依存性または多基材適合性の抗湿潤性が確認された。
【0075】
オクタデシルホスホン酸の場合の手順と全く同じ手順に従って他のホスホン酸を用いても、好適な基材上のコーティングが得られた。
【0076】
テトラヒドロフランが好ましい溶媒であったが、溶媒の非限定例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテルなどの炭化水素が挙げられる。
【0077】
実施例８：「パウダー・オン・グルー（Ｐｏｗｄｅｒ－ｏｎ－Ｇｌｕｅ）」法を用いた複合材料からなる安定なフィルム
「パウダー・オン・グルー」法により形成された、好適な基材上の、ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料からなる安定なフィルム。１０：１（ｗ／ｗ）の補正（ｗｅｉｇｈｔｅｄ）組成で好適な硬化剤を含有するポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）からなるドクターブレード法による薄膜フィルムを接着剤として使用し、複合材料を粉末として使用した。典型的な手順で、ＰＤＭＳおよび硬化剤（１００μＬ）の超薄膜を、ガラス基材（２ｃｍ×２ｃｍ）上に配置した。ＰＤＭＳ接着剤の薄膜を、ドクターブレード法によって得た。ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料の乾燥微粉末２０ｍｇを、前記接着剤上に振りまき、過剰な粉末を吸引器により除去した後、８０℃で３時間硬化させて、ガラス上に前記複合材料からなる安定フィルムを得た。
「パウダー・オン・グルー」法により形成された、好適な基材上の、ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料からなる安定なフィルム。１０：１（ｗ／ｗ）の補正（ｗｅｉｇｈｔｅｄ）組成で好適な硬化剤を含有するポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）からなるドクターブレード法による薄膜フィルムを接着剤として使用し、複合材料を粉末として使用した。典型的な手順で、ＰＤＭＳおよび硬化剤（１００μＬ）の超薄膜を、ガラス基材（２ｃｍ×２ｃｍ）上に配置した。ＰＤＭＳ接着剤の薄膜を、ドクターブレード法によって得た。ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料の乾燥微粉末２０ｍｇを、前記接着剤上に振りまき、過剰な粉末を吸引器により除去した後、８０℃で３時間硬化させて、ガラス上に前記複合材料からなる安定フィルムを得た。
【0078】
ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材を用いて、基材非依存性および多基材適合性が示された。
【0079】
実施例９：コーティングの安定性測定および環境内（Ａｍｂｉｅｎｔ）耐久性のためのスコーチテープ試験
実施例９で説明されたように、「パウダー・オン・グルー」法により、ガラス上のＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料の安定なフィルムを形成した。修飾後基材の水接触角を実験により求めた。市販のスコッチテープをコーティングされた基材上に貼り付け、急激に剥がした。得られたコーティングの水接触角を測定した。このスコッチテープ試験を５回繰り返し、これらの５回のスコッチテープ試験に対応する水接触角をその後に求めた。どの場合でも１５０°を超える水接触角が得られ、コーティングの安定性が確認された。
実施例９で説明されたように、「パウダー・オン・グルー」法により、ガラス上のＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料の安定なフィルムを形成した。修飾後基材の水接触角を実験により求めた。市販のスコッチテープをコーティングされた基材上に貼り付け、急激に剥がした。得られたコーティングの水接触角を測定した。このスコッチテープ試験を５回繰り返し、これらの５回のスコッチテープ試験に対応する水接触角をその後に求めた。どの場合でも１５０°を超える水接触角が得られ、コーティングの安定性が確認された。
【0080】
複合材料の耐久性および貯蔵寿命を、その作製の１年後に、複合材料でコーティングされたガラス基材の水接触角を比較することにより、試験した。１５０°を超える水接触角が認められ、複合材料の貯蔵寿命が最低１年間あることが確認された。実験室条件下で維持されたドロップキャストされたスライドガラスを、その作製の１年後に、水接触角測定に供した。１５０°を超える水接触角により、コーティングの耐久性が確認された。「パウダー・オン・グルー」法を用いて複合材料でコーティングされた木製基材を、周囲環境に数週間暴露したところ、４週間後の水接触角は約１５４°であり、これにより、周囲条件下のコーティングの耐久性がさらに確認された。
【0081】
実施例１０：滑り性のある疎水性および疎氷性
実施例９で説明されたように、「パウダー・オン・グルー」法により、ガラス上のＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料の安定なフィルムを形成した。修飾後基材の水接触角を実験により求めた。基材の滑り性疎水性の実証を通じて、複合材料で修飾された表面上での凝結または氷形成の減少が確認された。複合材料コーティングは、水滴を表面に付着させず、金属基材上では２°、木製基材上では０°という小さい角度で水滴を転げ落ちさせた。修飾基材をさらに、市販の冷凍庫内に１２時間配置しても、着氷は認められなかった。
実施例９で説明されたように、「パウダー・オン・グルー」法により、ガラス上のＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料の安定なフィルムを形成した。修飾後基材の水接触角を実験により求めた。基材の滑り性疎水性の実証を通じて、複合材料で修飾された表面上での凝結または氷形成の減少が確認された。複合材料コーティングは、水滴を表面に付着させず、金属基材上では２°、木製基材上では０°という小さい角度で水滴を転げ落ちさせた。修飾基材をさらに、市販の冷凍庫内に１２時間配置しても、着氷は認められなかった。
【0082】
実施例１１：着色コーティングの作製
スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、またはドロップコーティングが可能なＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料を、有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフランを用いて作製した。この複合材料（２０ｍｇ）を、テトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）に２０ｍｇ／ｍＬの濃度で分散させた。市販の緑色または青色インクを着色料として添加し（１．０ｍｇ）、室温で一晩撹拌して、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍することで、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す、緑がかったまたは青みがかった色の表面修飾基材が得られ、着色された超疎水性非湿潤性表面が得られた。
スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、またはドロップコーティングが可能なＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料を、有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフランを用いて作製した。この複合材料（２０ｍｇ）を、テトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）に２０ｍｇ／ｍＬの濃度で分散させた。市販の緑色または青色インクを着色料として添加し（１．０ｍｇ）、室温で一晩撹拌して、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍することで、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す、緑がかったまたは青みがかった色の表面修飾基材が得られ、着色された超疎水性非湿潤性表面が得られた。
【0083】
テトラヒドロフランが好ましい溶媒であったが、溶媒の非限定例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテルなどの炭化水素が挙げられる。さらに、この溶媒に可溶性のいかなる色のいかなる色素も、着色された非湿潤性コーティングを作製するために使用することができる。
【0084】
実施例１２：発光コーティングの作製
スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、またはドロップコーティングが可能なＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料を、有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフランを用いて作製した。この複合材料（２０ｍｇ）を、テトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）に２０ｍｇ／ｍＬの濃度で分散させた。市販の蛍光性化合物（ｃｏｍｐｏｕｎｔ）（この場合はピレン、２．０ｍｇ、濃度１：１０（ｗ／ｗ））を添加し、室温で一晩撹拌して、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍することで、ＵＶ照明（３６５ｎｍ）下での発光性（この場合はシアン発光）を有し、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す、表面修飾基材が得られ、放出性超疎水性非湿潤性表面が得られた。
スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティング、またはドロップコーティングが可能なＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料を、有機溶剤、好ましくはテトラヒドロフランを用いて作製した。この複合材料（２０ｍｇ）を、テトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）に２０ｍｇ／ｍＬの濃度で分散させた。市販の蛍光性化合物（ｃｏｍｐｏｕｎｔ）（この場合はピレン、２．０ｍｇ、濃度１：１０（ｗ／ｗ））を添加し、室温で一晩撹拌して、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍することで、ＵＶ照明（３６５ｎｍ）下での発光性（この場合はシアン発光）を有し、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す、表面修飾基材が得られ、放出性超疎水性非湿潤性表面が得られた。
【0085】
テトラヒドロフランが好ましい溶媒であったが、溶媒の非限定例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテルなどの炭化水素が挙げられる。さらに、この溶媒に可溶性のいかなる有機または無機の蛍光物質も、放出性非湿潤性コーティングを作製するために使用することができる。
【0086】
実施例１３：導電性コーティングの作製
市販の導電性添加剤（この場合、直径が１００ｎｍを超える多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、５．０ｍｇ）を、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｍ）（１．０ｍＬ）に、３０分間の超音波処理を介して分散させた。次に、ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料（２０ｍｇ）を、この超音波処理されたテトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）中分散液に、最終濃度が２０ｍｇ／ｍＬであり、ＭＷＣＮＴ／複合材料が１：４（ｗ／ｗ）となるように、添加した。この混合物を室温で一晩撹拌することで、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍することで、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す、表面修飾導電性基材が得られ、導電性超疎水性非湿潤性表面が得られた。測定された伝導率は１．２Ｓ／ｃｍであり、ＭＷＣＮＴなしのコーティングの場合の伝導率は１０－９Ｓ／ｃｍ未満であったことから、伝導率の最低１０９倍の増加が確認された。伝導率は、添加するＭＷＣＮＴの量を変化させることで、さらに調整することができる。
市販の導電性添加剤（この場合、直径が１００ｎｍを超える多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、５．０ｍｇ）を、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｍ）（１．０ｍＬ）に、３０分間の超音波処理を介して分散させた。次に、ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸複合材料（２０ｍｇ）を、この超音波処理されたテトラヒドロフラン（１．０ｍＬ）中分散液に、最終濃度が２０ｍｇ／ｍＬであり、ＭＷＣＮＴ／複合材料が１：４（ｗ／ｗ）となるように、添加した。この混合物を室温で一晩撹拌することで、安定な分散液を得た。この分散液を、ガラス、木材、プラスチック、金属、布、および紙から独立して選択される基材上にドロップキャストまたはスピンキャストし、室温で乾燥させ、所望により６０℃で２時間焼鈍することで、水接触角が１５０°を超える撥水性を示す、表面修飾導電性基材が得られ、導電性超疎水性非湿潤性表面が得られた。測定された伝導率は１．２Ｓ／ｃｍであり、ＭＷＣＮＴなしのコーティングの場合の伝導率は１０－９Ｓ／ｃｍ未満であったことから、伝導率の最低１０９倍の増加が確認された。伝導率は、添加するＭＷＣＮＴの量を変化させることで、さらに調整することができる。
【0087】
テトラヒドロフランが好ましい溶媒であったが、溶媒の非限定例としては、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノールなどのアルコール、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、アセトニトリル、エーテルなどの炭化水素が挙げられる。さらに、この溶媒に分散可能ないかなる有機または無機の導電性添加剤も、放出性非湿潤性コーティングを作製するために使用することができる。
【0088】
実施例１４：抗菌活性
栄養寒天平板から対応する細菌の単一コロニーを、それぞれ、１０ｍＬの普通ブイヨン培地に移し、３７℃で２４時間増殖させた。ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸を、滅菌蒸留水に２５ｍｇ／ｍＬの濃度で懸濁させた。この液から１００μＬ、および２０μＬの細菌を、５ｍＬの栄養ブイヨンに添加し、暗所で２時間インキュベートした。対照は、化合物液の代わりに１００μＬの滅菌水を用いて維持した。インキュベーション後、この液からの１００μＬを１０－４まで連続希釈し、栄養寒天平板上に播種し、３７℃で２４時間のインキュベーションを経て形成されたコロニーをコロニー形成単位（ＣＦＵ）としてカウントした。この実験をトリプリケートで実施し、データの記録を行った。
栄養寒天平板から対応する細菌の単一コロニーを、それぞれ、１０ｍＬの普通ブイヨン培地に移し、３７℃で２４時間増殖させた。ＬａＰＯ４－オクタデシルホスホン酸を、滅菌蒸留水に２５ｍｇ／ｍＬの濃度で懸濁させた。この液から１００μＬ、および２０μＬの細菌を、５ｍＬの栄養ブイヨンに添加し、暗所で２時間インキュベートした。対照は、化合物液の代わりに１００μＬの滅菌水を用いて維持した。インキュベーション後、この液からの１００μＬを１０－４まで連続希釈し、栄養寒天平板上に播種し、３７℃で２４時間のインキュベーションを経て形成されたコロニーをコロニー形成単位（ＣＦＵ）としてカウントした。この実験をトリプリケートで実施し、データの記録を行った。
【0089】
抗菌性の結果を図２６に示す。大腸菌は、超疎水性複合材料で処理された場合、９０％を超える増殖減少を示した。
【0090】
本発明の利点
精製を必要としない単純な合成手順
出発物質を調製するためのノウハウ／商業的入手性
フッ素／フッ化物を含まない組成物
白色、複数の色が可能であること
拡張性があり対費用効果が高い
水接触角が高い（１５２±５°）
調整可能な粘着性または滑り性の超疎水性
容易な加工性（ドロップキャスト、ディップキャスト、スピンキャスト、またはスプレーキャスト）
多基材適合性（ガラス、金属、プラスチック、木材、布、紙）
多機能性の非湿潤性コーティング
疎氷性、多色、蛍光性、導電性の超疎水性コーティング
複数の用途に向けて調整可能
精製を必要としない単純な合成手順
出発物質を調製するためのノウハウ／商業的入手性
フッ素／フッ化物を含まない組成物
白色、複数の色が可能であること
拡張性があり対費用効果が高い
水接触角が高い（１５２±５°）
調整可能な粘着性または滑り性の超疎水性
容易な加工性（ドロップキャスト、ディップキャスト、スピンキャスト、またはスプレーキャスト）
多基材適合性（ガラス、金属、プラスチック、木材、布、紙）
多機能性の非湿潤性コーティング
疎氷性、多色、蛍光性、導電性の超疎水性コーティング
複数の用途に向けて調整可能
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【国際調査報告】