TiO2ゾル-ゲルコーティングの実験および計算合成

ゾル-ゲルコーティングの実験的形成中、コロイド分散液は乾燥プロセスを経て、複雑な化学的、コロイド、およびキャピラリー相互作用の結果としてコーティングの構造が形成されます。コンピューターシミュレーションはナノ材料合成を調整したり設計したりするためのガイドラインを提供しますが、コーティング構造形成のシミュレーションはこれまで文献で知られていませんでした。ここでは、実際の実験に基づいて、コーティングの細孔構造形成における実験条件の役割を調査および決定するために、ReaxFF反力場ベースの分子動力学シミュレーションプロトコルを確立しました。アナターゼ TiO₂ 厚さが50 nm、開放気孔率が 7%、孔径が2.4 nmのゾルゲルコーティングを、ディップコーティング法を用いて固体基板上に調製しました。多孔質TiOの計算合成において₂ 層、乾燥工程中に存在する引力のある毛細管力を外圧を加えて考慮し、それらがコーティングの細孔構造に及ぼす影響を調べました。TiOは次のことが判明しました。₂ シミュレーションにおける外圧10,000気圧に対応する層構造は、実験方法で決定されたものに匹敵する気孔率を示しました。これは、浸漬キャピラリー力がゾル-ゲル層の形成に及ぼす影響を示しています。作成されたコンピューターモデルは、実際のパラメーターを使用して層構造を正確に記述するため、コンピューターシミュレーションによるコーティング構造の設計に適しています。