CN114057400A - 超疏液块状光学玻璃 - Google Patents

超疏液块状光学玻璃 Download PDF

Info

Publication number
CN114057400A
CN114057400A CN202110861954.1A CN202110861954A CN114057400A CN 114057400 A CN114057400 A CN 114057400A CN 202110861954 A CN202110861954 A CN 202110861954A CN 114057400 A CN114057400 A CN 114057400A
Authority
CN
China
Prior art keywords
glass
domains
aerogel
boron oxide
silica
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110861954.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114057400B (zh
Inventor
J.T.辛普森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Waymo LLC
Original Assignee
Waymo LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Waymo LLC filed Critical Waymo LLC
Publication of CN114057400A publication Critical patent/CN114057400A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114057400B publication Critical patent/CN114057400B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
    • C03C3/061—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz by leaching a soluble phase and consolidating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/005—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles obtained by leaching after a phase separation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
    • C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
    • C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
    • C01B33/157—After-treatment of gels
    • C01B33/158—Purification; Drying; Dehydrating
    • C01B33/1585—Dehydration into aerogels
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B37/00—Compounds having molecular sieve properties but not having base-exchange properties
    • C01B37/007—Borosilicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00—Other methods of shaping glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C14/00—Glass compositions containing a non-glass component, e.g. compositions containing fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like, dispersed in a glass matrix
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching
    • C03C15/02—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching for making a smooth surface
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/006—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character
    • C03C17/008—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with materials of composite character comprising a mixture of materials covered by two or more of the groups C03C17/02, C03C17/06, C03C17/22 and C03C17/28
    • C03C17/009—Mixtures of organic and inorganic materials, e.g. ormosils and ormocers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/28—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material
    • C03C17/30—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with organic material with silicon-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/008—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments comprising a lixiviation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
    • C03C23/0095—Solution impregnating; Solution doping; Molecular stuffing, e.g. of porous glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00—Glass compositions
    • C03C3/04—Glass compositions containing silica
    • C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C4/00—Compositions for glass with special properties
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/118—Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/18—Coatings for keeping optical surfaces clean, e.g. hydrophobic or photo-catalytic films
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14—Pore volume
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16—Pore diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2204/00—Glasses, glazes or enamels with special properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/40—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer
    • C03C2217/425—Coatings comprising at least one inhomogeneous layer consisting of a porous layer
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00—Coatings on glass
    • C03C2217/70—Properties of coatings
    • C03C2217/76—Hydrophobic and oleophobic coatings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

本发明涉及超疏液块状光学玻璃。描述了用于制备光学透明的超疏液玻璃组合物的方法。在一个方面，本公开内容提供用于制备玻璃组合物的方法，其包括加热包括45‑85重量％氧化硅和10‑40重量％氧化硼的硼硅酸盐玻璃以形成相分离的玻璃，所述相分离的玻璃包括氧化硅畴和氧化硼畴的互穿网络。所述方法包括从所述相分离的玻璃除去所述氧化硼畴的至少一部分并且沉积疏水性硅烷以提供多孔玻璃，所述多孔玻璃具有设置在其表面的一部分上的疏水性硅烷层、15‑50体积％的总的孔体积、和20‑300nm的平均孔径。所述方法包括，在所述多孔玻璃的体积的至少一部分内，形成气凝胶前体，和将所述气凝胶前体的至少一部分转化为气凝胶。

Description

超疏液块状光学玻璃
技术领域
本发明涉及用于制备光学透明的超疏液(superomniphobic)玻璃组合物(成分，composition)的方法、玻璃组合物、以及包括所述玻璃组合物的制品。
背景技术
除非本文中另外说明，否则本部分中描述的材料不是本申请中的权利要求的现有技术，并且不因包括在本部分中而被认为是现有技术。
具有出色的防水性质的微孔超疏水表面在许多努力的领域中具有潜在应用。然而，这样的表面对于油性材料例如道路污垢(例如，在汽车应用中)可为差地排斥性的(即，低的疏油性)。尽管已经实现了具有出色的防水和防油性质的超疏液材料，但是这样的材料具有微米级粗糙度，且因此可难以保持清洁(例如，免于“误溅(bug splat)”)。而且，这样的材料常常对于剪切力是敏感的。
而且，在需要块状(bulk)材料的情况下，这样的表面典型地必须作为涂层施加至块状基材。所得的涂层-基材界面可显著地限制所涂覆的材料的耐久性和光学透明度(清晰度)。因为具有高的光学透明度的材料倾向于具有低的表面粗糙度，所以在超疏液涂层和光学透明的块状基材(例如，玻璃)之间的结合可为相对弱的，且因此对于剪切力、“误溅”等是敏感的。
因此，仍然存在对于耐久的且相对容易保持清洁的光学透明的超疏液块状材料的需要。
发明内容
在一方面，本公开内容提供用于制备玻璃组合物的方法，包括：
加热包括45-85重量％氧化硅(硅氧化物)和10-40重量％氧化硼(硼氧化物)的硼硅酸盐玻璃以形成相分离的玻璃，所述相分离的玻璃包括氧化硅畴(domain)和氧化硼畴的互穿网络；
从所述相分离的玻璃除去所述氧化硼畴的至少一部分并且沉积疏水性硅烷以提供多孔玻璃，所述多孔玻璃具有：
设置在其表面的一部分上的疏水性硅烷层；
15-50体积％的总的孔体积；和
20-300nm的平均孔径；
在所述多孔玻璃的孔体积的至少一部分内形成气凝胶前体；和
将所述气凝胶前体的至少一部分转化为气凝胶。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去相分离的氧化硼畴包括在水溶液中选择性地浸出(浸提)或蚀刻一段足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％的时间；和沉积疏水性硅烷包括用包括所述疏水性硅烷的有机溶液交换所述水溶液。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去相分离的氧化硼畴包括在水溶液中选择性地浸出。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述水溶液具有6-8的pH。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，存在于所述多孔玻璃中的氧化硅的量为存在于所述相分离的玻璃中的氧化硅的量的至少90％。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述多孔玻璃的表面的至少2％包括所述疏水性硅烷层。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，设置的疏水性硅烷层共价连接至所述多孔玻璃的相分离的氧化硅畴。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述多孔玻璃具有30-50体积％的总的孔体积和75-250nm的平均孔径。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，形成气凝胶前体包括在催化剂的存在下使硅烷氧基化合物(silicon alkoxide)和水反应以产生溶胶-凝胶。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硅烷氧基化合物包括四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，将气凝胶前体转化包括从所述溶胶-凝胶进行超临界溶剂萃取。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述气凝胶构成所述多孔玻璃的总的孔体积的至少80体积％。
在另一方面，本公开内容提供通过本文中描述的方法制备的玻璃组合物。
在另一方面，本公开内容提供玻璃组合物，其包括氧化硅畴和气凝胶畴的互穿网络，其中
所述气凝胶构成所述组合物的15-50体积％；
所述氧化硅构成所述组合物的45-85体积％；和
所述气凝胶畴的平均直径为20-300nm。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述组合物进一步包括疏水性硅烷，其中所述疏水性硅烷在所述组合物中在所述氧化硅畴和所述气凝胶畴的至少一部分的界面处存在。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述疏水性硅烷共价连接至所述氧化硅。
在另一方面，本公开内容提供制品，其包括本文中描述的玻璃组合物，所述制品具有主表面和垂直于其的厚度，其中所述厚度为0.5-20mm。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述主表面具有至少130°的水接触角。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述主表面具有至少130°的油接触角。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述制品对于在400nm和1,500nm之间的波长具有至少98％的光透射率。
附图说明
图1是描绘根据公开内容的一种实施方式的方法的一些阶段的一组图像，包括：(A)在加热之前的硼硅酸盐玻璃；(B)在加热之后的相分离的玻璃，其包括氧化硅畴(黑色的)和氧化硼畴(灰色的)的互穿网络；(C)在进一步加热之后的相分离的玻璃，其包括氧化硅畴(黑色的)和氧化硼畴(灰色的)的互穿网络；(D)在浸出或蚀刻之后的多孔玻璃，其包括氧化硅畴(黑色的)和孔(白色的)；(E)在气凝胶前体的形成之后的玻璃组合物，其包括氧化硅畴(黑色的)和气凝胶前体(有点的)；和(F)在将气凝胶前体转化之后的玻璃组合物，其包括氧化硅畴(黑色的)和气凝胶(带交叉影线的)。
具体实施方式
以下详细说明描述了所公开的方法、组合物和结构的多种特征和功能。本文中描述的说明性实施方式不意图为限制性的。将容易地理解，所公开的方法、组合物和结构的一些方面可以各种各样的不同的配置进行布置和组合，其全部在本文中被考虑。
描述了用于制备光学透明的超疏液玻璃组合物的方法。如本文中使用的“超疏水(的)”描述具有至少约130°的水接触角的表面或涂层。此外，如本文中使用的，“超疏油(的)”描述具有至少约130°的油接触角的表面或涂层。并且如本文中使用的，“超疏液(的)”描述具有至少约130°的水接触角和至少约130°的油接触角的表面或涂层。此外，如本文中使用的，“光学透明的”涂层透射入射光(例如，具有在400-1,500nm的范围内的波长)的至少约90％。
在一方面，本公开内容提供用于制备玻璃组合物的方法，其包括加热包括45-85重量％氧化硅和10-40重量％氧化硼的硼硅酸盐玻璃以形成相分离的玻璃，所述相分离的玻璃包括氧化硅畴和氧化硼畴的互穿网络。所述方法包括从所述相分离的玻璃除去所述氧化硼畴的至少一部分并且沉积疏水性硅烷以提供多孔玻璃，所述多孔玻璃具有设置在其表面的一部分上的疏水性硅烷层、15-50体积％的总的孔体积、和20-300nm的平均孔径。所述方法包括：在所述多孔玻璃的体积的至少一部分内，形成气凝胶前体，并且将所述气凝胶前体的至少一部分转化为气凝胶。
如上所述，所述方法包括加热包括45-85重量％氧化硅和10-40重量％氧化硼的硼硅酸盐玻璃。如本文中使用的，“氧化物”描述所有形式和结晶相的氧化物。例如，“氧化硅”包括SiO2，其中x在1-3的范围内的SiOx等。除非另外说明，否则不管氧化物的实际化学计量如何，为了重量百分比的确定，氧化物均作为最稳定的氧化物计算。例如，本领域普通技术人员将理解，硅的非化学计量氧化物、或者甚至硅的另外的形式仍可作为SiO2计算。如本文中使用的，“气凝胶畴”、“作为畴存在的气凝胶”等可互换使用并且描述包括至少50重量％(例如，至少75重量％、或至少90重量％、或至少95重量％)气凝胶的离散部分。当然，气凝胶畴可包括其它组分例如粘合剂、气凝胶前体、杂质等。
如上所述，在公开内容的一个方面，所述硼硅酸盐玻璃包括45-85重量％氧化硅和10-40重量％氧化硼。例如，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃包括45-75重量％、或45-65重量％、或45-55重量％、或55-85重量％、或65-85重量％、或75-85重量％、或50-80重量％、或55-75重量％、或60-70重量％氧化硅。在另一实例中，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃包括10-35重量％、或10-30重量％、或10-25重量％、或10-20重量％、或15-40重量％、或20-40重量％、或25-40重量％、或30-40重量％、或15-35重量％、或20-30重量％氧化硼。在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述方法包括加热包括45-70重量％氧化硅和15-40重量％氧化硼的硼硅酸盐玻璃。在另一实例中，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述方法包括加热包括45-60重量％氧化硅和20-40重量％氧化硼的硼硅酸盐玻璃。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃是碱金属(碱，alkali)-硼硅酸盐玻璃。例如，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃包括碱金属氧化物(例如，氧化钠)。在一些这样的实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃包括1-30重量％、例如1-25重量％、或1-20重量％、或5-30重量％、或10-30重量％、或2.5-27.5重量％、或5-25重量％氧化钠。例如，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述方法包括加热包括45-70重量％氧化硅、15-40重量％氧化硼、和5-30重量％氧化钠的硼硅酸盐玻璃。在另一实例中，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述方法包括加热包括45-60重量％氧化硅、20-40重量％氧化硼、和10-30重量％氧化钠的硼硅酸盐玻璃。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃是光学透明的。例如，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃对于在400nm和1,500nm之间的波长具有至少95％的光透射率。
本发明人注意到，对于所述硼硅酸盐玻璃的物理尺寸，本文中描述的方法没有特别限制。因此，所述硼硅酸盐玻璃(即，和所得的玻璃组合物)可有利地为“块状”玻璃，其为例如平坦的、弯曲的、或其它形状的。例如，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硼硅酸盐玻璃具有主表面和垂直于其的厚度。在一些这样的实施方式中，所述厚度为0.5-20mm、例如0.5-15mm、或0.5-10mm、或0.5-5mm。在一些这样的实施方式中，所述主表面为基本上平坦的。在其它实施方式中，所述主表面为弯曲的或其它形状的的。当然，本文中描述的方法不仅限于块状玻璃，且因此在一些实施方式中可包括加热具有与涂层(例如，具有小于0.5mm的厚度)的尺寸相似的尺寸的硼硅酸盐玻璃。
如上所述，所述方法包括加热所述硼硅酸盐玻璃(例如，图1A)以形成包括氧化硅畴和氧化硼畴的互穿网络的相分离的玻璃(例如，图1B，和在进一步加热之后，图1C)。如本文中使用的，“相分离的畴”描述构成基本上(例如，至少50重量％、或至少75重量％、或至少90重量％、或至少95重量％的)一个前体材料相的离散部分。在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述方法包括加热碱金属-硼硅酸盐玻璃以通过失稳分解而形成相分离的玻璃，所述相分离的玻璃包括非晶二氧化硅畴和碱金属硼酸盐畴的互穿网络。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述方法包括将所述硼硅酸盐玻璃在如下温度下和用如下一段时间加热：所述温度和时间足以通过失稳分解而形成具有20-300nm、例如75-250nm、或100-200nm的平均尺寸(例如，平均较小(次要，minor)尺寸、或平均直径)的氧化硼畴。在一些这样的实施方式中，所述方法包括将所述硼硅酸盐玻璃加热至至少600℃、例如至少650℃、或至少700℃的温度。在一些这样的实施方式中，所述方法包括将所述硼硅酸盐玻璃加热10分钟至8小时、例如1小时至6小时、或2小时至6小时。在如本文中另外描述的一些实施方式中，加热硼硅酸盐玻璃包括在烘箱中加热。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述相分离的玻璃(即，在加热之后)包括至少80重量％、例如至少90重量％、或至少95重量％的合计量的相分离的氧化硼畴和氧化硅畴。例如，在一些这样的实施方式中，所述相分离的玻璃包括80-99重量％、例如90-99重量％、或95-99重量％的合计量的相分离的氧化硼畴和氧化硅畴。在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述相分离的玻璃包括不超过20重量％(例如，不超过10重量％、或不超过5重量％)的碱金属-硼硅酸盐玻璃，且包括至少80重量％(例如，至少90重量％、或至少95重量％)的合计量的碱金属硼酸盐畴和非晶二氧化硅畴。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述相分离的氧化硼畴(例如，碱金属硼酸盐畴)的平均尺寸(例如，平均较小尺寸、或平均直径)为20-300nm、例如75-300nm、或100-300nm、或125-300nm、或150-300nm、或175-300nm、或200-300nm、或50-250nm、或50-200nm、或75-250nm、或75-200nm、或50-150nm、或75-175nm、或100-200nm、或125-225nm、或150-250nm、或175-275nm。
在形成所述相分离的玻璃之后，所述方法包括从所述相分离的玻璃除去所述氧化硼畴的至少一部分以提供多孔玻璃(例如，图1D)。在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去所述氧化硼畴的至少一部分包括用酸性溶液(例如，稀释HCl)选择性地蚀刻氧化硼或将氧化硼浸出到液相(例如，水)中。如本领域普通技术人员将理解的，所得材料的孔尺寸与所除去的氧化硼畴的尺寸有关(比较例如图1C和图1D)。
本发明人注意到，从所述相分离的玻璃浸出氧化硼可除去基本上所有的相分离的氧化硼畴，同时除去最小或甚至可忽略的量的相分离的氧化硅畴，提供基本上氧化硅材料，所述氧化硅材料包括具有与除去的氧化硼畴的尺寸相似的尺寸的孔。因此，在如本文中另外描述的一些实施方式中，存在于所述多孔玻璃中的氧化硅的量为存在于所述相分离的玻璃中的氧化硅的量的至少90％、例如至少95％、或至少97.5％、或至少98％、或至少99％。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去相分离的氧化硼畴包括在如下温度下和用如下一段时间选择性地浸出：所述温度和时间足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％。在一些这样的实施方式中，所述方法包括在至少80℃、例如至少90℃、或至少95℃、或沸腾的温度下将相分离的氧化硼畴浸出到含水浸出溶液(浸出水溶液)(例如，水)中。在一些这样的实施方式中，所述方法包括将相分离的氧化硼畴浸出到(例如，沸腾的)含水浸出溶液中30分钟至7天、例如1小时至2天、或2小时至2天、或2天至7天的时间。
例如，在一些实施方式中，除去所述相分离的氧化硼畴包括选择性地浸出一段足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少85重量％、或至少90重量％、或至少95重量％、或至少97.5重量％、或至少98重量％、或至少99重量％的时间。如本领域普通技术人员将理解的，一些相分离的氧化硼畴可不能进入浸出溶液。因此，在如本文中另外描述的一些合乎期望的实施方式中，从所述相分离的玻璃除去基本上所有(例如，至少97.5重量％、或至少98重量％、或至少99重量％)的可进入溶液的氧化硼畴。
本发明人注意到，除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的显著部分提供具有高度亲水性表面的孔，所述孔虽然在含水蚀刻或浸出溶液(蚀刻或浸出水溶液)的存在下是稳定的，但是可在干燥时由于毛细管力而坍塌。有利地，本发明人已经确定，通过在完全除去浸出溶液或(例如，中和的)蚀刻溶液之前将疏水性硅烷层沉积到所述孔的内部表面上，所述多孔玻璃可在整个干燥中和在干燥之后保持稳定。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，沉积疏水性硅烷包括(例如，在干燥所述多孔玻璃之前)用一种或多种选自有机硅烷、氟化硅烷和二硅氮烷的化合物处理所述多孔玻璃的表面(即，包括内部孔表面)的一部分。在如本文中另外描述的一些实施方式中，沉积疏水性硅烷包括将所述疏水性硅烷共价连接至所述多孔玻璃的相分离的氧化硅畴。
合适的有机硅烷包括，但不限于，烷基氯硅烷；烷氧基硅烷，例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、丁基三甲氧基硅烷、丁基三乙氧基硅烷、己基三甲氧基硅烷、辛基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、正辛基三乙氧基硅烷、苯基三乙氧基硅烷、和聚三乙氧基硅烷；三烷氧基芳基硅烷；异辛基三甲氧基硅烷；N-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)氨基甲酸甲氧基乙氧基乙氧基乙酯；聚二烷基硅氧烷，包括例如聚二甲基硅氧烷；芳基硅烷，包括例如取代和未取代的芳基硅烷；烷基硅烷，包括例如取代和未取代的烷基硅烷，其包括例如甲氧基和羟基取代的烷基硅烷；及其组合。合适的烷基氯硅烷包括例如甲基三氯硅烷、二甲基二氯硅烷、三甲基氯硅烷、辛基甲基二氯硅烷、辛基三氯硅烷、十八烷基甲基二氯硅烷和十八烷基三氯硅烷。其它合适的材料包括例如甲基甲氧基硅烷例如甲基三甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷和三甲基甲氧基硅烷；甲基乙氧基硅烷例如甲基三乙氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷和三甲基乙氧基硅烷；甲基乙酰氧基硅烷例如甲基三乙酰氧基硅烷、二甲基二乙酰氧基硅烷和三甲基乙酰氧基硅烷；乙烯基硅烷例如乙烯基三氯硅烷、乙烯基甲基二氯硅烷、乙烯基二甲基氯硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基甲基二甲氧基硅烷、乙烯基二甲基甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二乙氧基硅烷和乙烯基二甲基乙氧基硅烷。
合适的氟化硅烷包括氟化的烷基硅烷、烷氧基硅烷、芳基硅烷和/或烷基芳基硅烷，以及完全全氟化的烷基硅烷、烷氧基硅烷、芳基硅烷和/或烷基芳基硅烷。合适的氟化烷氧基硅烷的实例是全氟辛基三甲氧基硅烷。
合适的二硅氮烷包括例如六甲基二硅氮烷、二乙烯基四甲基二硅氮烷和双(3,3-三氟丙基)四甲基二硅氮烷。环硅氮烷也是合适的，且包括例如八甲基环四硅氮烷。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去所述氧化硼畴的至少一部分包括在水溶液中选择性地浸出(例如，达一段足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％的时间)，并且沉积疏水性硅烷包括用包括所述疏水性硅烷的有机溶液交换所述水溶液。在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去所述氧化硼畴的至少一部分包括在水溶液中选择性地浸出(例如，达一段足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％的时间)，并且沉积疏水性硅烷包括用有机溶液交换所述水溶液，然后将所述疏水性硅烷添加至所述有机溶液。
在一些这样的实施方式中，所述含水浸出溶液具有6-8、例如6.5-7.5的pH。在一些这样的实施方式中，使所述含水浸出溶液与所述相分离的玻璃在一定温度(例如，至少80℃、或至少90℃、或至少95℃、或沸腾)下接触一段时间(例如，30分钟至2天、或1小时至1.5天、或2小时至1天、或5小时至1天)，所述温度和时间足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％、例如至少85重量％、或至少90重量％、或至少95重量％、或至少97.5重量％、或至少98重量％、或至少99重量％。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去所述氧化硼畴的至少一部分包括在水溶液中选择性地蚀刻(例如，达一段足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％的时间)，并且沉积疏水性硅烷包括用包括所述疏水硅烷的有机溶液交换所述水溶液。在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去所述氧化硼畴的至少一部分包括在水溶液中选择性地蚀刻(例如，达一段足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％的时间)，并且沉积疏水性硅烷包括用有机溶液交换所述水溶液，然后将所述疏水性硅烷添加至所述有机溶液。当然，在一些这样的实施方式中，如下可为必要的：在用所述有机溶液交换之前，调节所述含水蚀刻溶液的组成(例如，调节所述溶液的pH)。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，除去所述氧化硼畴的至少一部分和沉积疏水性硅烷包括在包括所述疏水性硅烷的水溶液中选择性地浸出(例如，达一段足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％的时间)。在这样的实施方式中，可在除去之后(例如，在除去之后立即)、或甚至与除去同时相对快地将所述疏水性硅烷沉积到通过除去所述氧化硼畴而暴露的表面的一部分上。
如上所述，从所述相分离的玻璃除去所述氧化硼畴的至少一部分和沉积疏水性硅烷提供多孔玻璃，所述多孔玻璃具有设置在其表面的一部分上的疏水性硅烷层、15-50体积％的总的孔体积、和20-300nm的平均孔径。本发明人注意到，所述多孔玻璃(即，包括所述疏水性硅烷层)可合乎期望地在整个干燥(例如，交换的有机溶液的除去)以及随后的处理(即，包括气凝胶前体形成和由其转化为气凝胶)中是稳定的。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述多孔玻璃包括至少90重量％、例如至少95重量％、或至少97.5重量％、或至少98重量％、或至少99重量％氧化硅。在一些这样的实施方式中，所述多孔玻璃包括不超过5重量％、例如不超过4重量％、或不超过3重量％、或不超过2重量％、或不超过1重量％氧化硼。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述多孔玻璃的表面(即，包括内部孔表面)的至少2％、例如至少2.5％、或至少3％、或至少3.5％、或至少4％、或至少4.5％、或至少5％包括所述疏水性硅烷层。在如本文中另外描述的一些合乎期望的实施方式中，所述疏水性硅烷层基本上均匀地跨越所述多孔玻璃的表面(即，包括内部孔表面)分布。在如本文中另外描述的一些实施方式中，设置的疏水性硅烷层共价连接至所述多孔玻璃的相分离的氧化硅畴。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述多孔玻璃具有30-50体积％、例如35-50体积％、或40-50体积％、或45-50体积％的总的孔体积。在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述多孔玻璃的平均孔径为75-250nm、例如75-225nm、或75-200nm、或75-175nm、或75-150nm、或100-250nm、或125-250nm、或150-250nm、或100-200nm、或125-225nm。例如，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述多孔玻璃具有30-50体积％的总的孔体积和75-250nm的平均孔径。在另一实例中，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述多孔玻璃具有40-50体积％的总的孔体积和100-200nm的平均孔径。
本发明人已经确定，超轻的并可为疏水的和疏油的且具有显著的压缩强度的气凝胶可在所述多孔玻璃的孔体积内原位形成，以提供具有改善的疏液性和耐久性的相对轻质的玻璃组合物。本发明人注意到，如此形成的气凝胶可被有利地保护免受在孔内的剪切力，同时仅微小地(或甚至可忽略地)影响材料的折射率(即，由于气凝胶的特别低的密度)。
因此，所述方法包括在所述多孔玻璃的孔体积的至少一部分内形成气凝胶前体(例如，图1E)，并且将所述气凝胶前体的至少一部分转化为气凝胶(例如，图1F)。当然，在一些实施方式中，可通过例如一个或多个干燥和/或洗涤步骤制备所述多孔玻璃(即，在除去所述氧化硼畴的至少一部分并且沉积疏水性硅烷之后)用于气凝胶前体形成。
在如本文中另外描述的一些合乎期望的实施方式中，所述气凝胶为二氧化硅气凝胶。本发明人注意到，合乎期望地，二氧化硅气凝胶可与所述多孔玻璃的硅烷官能化的表面高度相容(相适应)，且因此可对所述多孔玻璃的结构稳定性做贡献。当然，所述气凝胶可为不同于二氧化硅的类型，例如，金属氧化物气凝胶或有机气凝胶。
在一些实施方式中，所述气凝胶前体为溶胶-凝胶，并且形成所述气凝胶前体包括在催化剂的存在下使硅烷氧基化合物和水反应以产生溶胶-凝胶。例如，在一些这样的实施方式中，形成所述溶胶-凝胶包括将包括所述硅烷氧基化合物的第一溶液以及包括水和催化剂的第二溶液设置在所述多孔玻璃的孔体积的至少一部分内，并且容许氧化硅与水反应和聚合成凝胶。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硅烷氧基化合物包括四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述催化剂包括氢氧化铵或氟化铵。例如，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硅烷氧基化合物是四乙氧基硅烷，且所述催化剂是氟化铵。在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述硅烷氧基化合物、催化剂和水在醇溶剂(例如乙醇)中反应。
本发明人注意到，通过在多孔玻璃的孔内原位形成所述气凝胶前体(例如，溶胶-凝胶)，所产生的溶胶-凝胶可构成所述多孔玻璃的孔体积的显著部分。例如，在如本文中另外描述的一些合乎期望的实施方式中，所述溶胶-凝胶构成所述多孔玻璃的总的孔体积的至少80体积％、例如至少85体积％、或至少90体积％、或至少95体积％。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述气凝胶前体是溶胶-凝胶，并且将所述气凝胶前体的至少一部分转化为气凝胶包括从所述溶胶-凝胶进行超临界溶剂萃取。如本领域普通技术人员将理解的，超临界溶剂萃取可从所述溶胶-凝胶除去液体而基本上不破坏凝胶的孔结构(例如，聚合的四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷的孔结构)。
当然，在一些实施方式中，可通过例如一个或多个洗涤和/或溶剂交换步骤制备所述溶胶-凝胶用于溶剂萃取。例如，在一些实施方式中，用乙醇洗涤所述溶胶-凝胶，然后将其溶剂交换成CO2。
因此，在一些这样的实施方式中，将所述溶胶-凝胶的至少一部分转化为气凝胶包括足以将存在于所述多孔玻璃的孔体积内的所述溶胶-凝胶的至少90重量％、例如至少95重量％、或至少97.5重量％、或至少98重量％、或至少99重量％转化为气凝胶的超临界溶剂萃取。在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述气凝胶构成所述多孔玻璃的总的孔体积的至少80体积％、例如至少85体积％、或至少90体积％、或至少95体积％。
本文中描述的方法可合乎期望地提供光学透明的超疏液块状玻璃组合物。因此，公开内容的另一方面为玻璃组合物(例如，根据本文中描述的方法制备的)，其包括氧化硅畴和气凝胶畴的互穿网络，所述气凝胶构成所述组合物的15-50体积％，所述氧化硅构成所述组合物的45-80体积％，且所述气凝胶畴具有20-300nm的平均尺寸(例如，平均较小尺寸、或平均直径)。所述组合物的各种组分的性质可如以上关于公开内容的方法另外描述的。
例如，在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述气凝胶构成所述玻璃组合物的30-50体积％、例如40-50体积％。在一些这样的实施方式中，所述氧化硅构成所述玻璃组合物的50-70体积％、例如50-60体积％。在一些这样的实施方式中，所述气凝胶畴的平均尺寸为75-250nm、例如100-200nm。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述玻璃组合物包括疏水性硅烷，其在所述组合物中在所述氧化硅畴和所述气凝胶畴的一部分的界面处存在。在一些这样的实施方式中，所述疏水性硅烷共价连接至所述氧化硅。
公开内容的另一方面为包括本文中描述的玻璃组合物(例如，根据本文中描述的方法制备的)的制品，所述制品具有主表面和垂直于其的厚度。所述制品的厚度为0.5-20mm、例如0.5-17.5mm、或0.5-15mm、或0.5-12.5mm、或0.5-10mm、或1-17.5mm、或1-15mm、或1-12.5mm、或1-10mm。在一些实施方式中，所述主表面是基本上平坦的。在其它实施方式中，所述主表面是弯曲的或其它形状的。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述主表面具有至少130°、例如至少140°、或至少150°的水接触角。在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述主表面具有至少130°、例如至少140°、或至少150°的油接触角。
在如本文中另外描述的一些实施方式中，所述制品对于在400nm和1,500nm之间的波长具有至少98％、例如至少99％或至少99.5％的光透射率。

Claims (20)

1.用于制备玻璃组合物的方法，包括：
加热包括45-85重量％氧化硅和10-40重量％氧化硼的硼硅酸盐玻璃以形成相分离的玻璃，所述相分离的玻璃包括氧化硅畴和氧化硼畴的互穿网络；
从所述相分离的玻璃除去所述氧化硼畴的至少一部分并且沉积疏水性硅烷以提供多孔玻璃，所述多孔玻璃具有：
设置在其表面的一部分上的疏水性硅烷层；
15-50体积％的总的孔体积；和
20-300nm的平均孔径；
在所述多孔玻璃的孔体积的至少一部分内形成气凝胶前体；和
将所述气凝胶前体的至少一部分转化为气凝胶。
2.如权利要求1所述的方法，其中
除去相分离的氧化硼畴包括在水溶液中选择性地浸出或蚀刻一段足以除去所述相分离的玻璃的氧化硼畴的至少80重量％的时间；和
沉积疏水性硅烷包括用包括所述疏水性硅烷的有机溶液交换所述水溶液。
3.如权利要求2所述的方法，其中除去相分离的氧化硼畴包括在水溶液中选择性地浸出。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述水溶液具有6-8的pH。
5.如权利要求1所述的方法，其中存在于所述多孔玻璃中的氧化硅的量为存在于所述相分离的玻璃中的氧化硅的量的至少90％。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述多孔玻璃的表面的至少2％包括所述疏水性硅烷层。
7.如权利要求1所述的方法，其中设置的疏水性硅烷层共价连接至所述多孔玻璃的相分离的氧化硅畴。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述多孔玻璃具有30-50体积％的总的孔体积和75-250nm的平均孔径。
9.如权利要求1所述的方法，其中形成气凝胶前体包括在催化剂的存在下使硅烷氧基化合物和水反应以产生溶胶-凝胶。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述硅烷氧基化合物包括四甲氧基硅烷或四乙氧基硅烷。
11.如权利要求9所述的方法，其中将气凝胶前体转化包括从所述溶胶-凝胶进行超临界溶剂萃取。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述气凝胶构成所述多孔玻璃的总的孔体积的至少80体积％。
13.玻璃组合物，其根据权利要求1制备。
14.玻璃组合物，其包括氧化硅畴和气凝胶畴的互穿网络，其中
所述气凝胶构成所述组合物的15-50体积％；
所述氧化硅构成所述组合物的45-85体积％；和
所述气凝胶畴的平均尺寸为20-300nm。
15.如权利要求14所述的组合物，其进一步包括疏水性硅烷，其中所述疏水性硅烷在所述组合物中在所述氧化硅畴和所述气凝胶畴的至少一部分的界面处存在。
16.如权利要求15所述的组合物，其中所述疏水性硅烷共价连接至所述氧化硅。
17.制品，其包括如权利要求14所述的玻璃组合物，所述制品具有主表面和垂直于其的厚度，其中所述厚度为0.5-20mm。
18.如权利要求17所述的制品，其中所述主表面具有至少130°的水接触角。
19.如权利要求17所述的制品，其中所述主表面具有至少130°的油接触角。
20.如权利要求17所述的制品，其对于在400nm和1,500nm之间的波长具有至少98％的光透射率。
CN202110861954.1A 2020-07-29 2021-07-29 超疏液块状光学玻璃 Active CN114057400B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/942,632 2020-07-29
US16/942,632 US11724955B2 (en) 2020-07-29 2020-07-29 Superomniphobic bulk optical glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114057400A true CN114057400A (zh) 2022-02-18
CN114057400B CN114057400B (zh) 2023-12-05

Family

ID=77050818

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110861954.1A Active CN114057400B (zh) 2020-07-29 2021-07-29 超疏液块状光学玻璃

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11724955B2 (zh)
EP (1) EP3945080B1 (zh)
CN (1) CN114057400B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120107581A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-03 Simpson John T Composition for forming an optically transparent, superhydrophobic coating
US20140116944A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-01 Ut-Battelle, Llc Super-surface selective nanomembranes providing simultaneous high permeation flux and high selectivity
US20140320728A1 (en) * 2011-11-18 2014-10-30 Canon Kabushiki Kaisha Optical member, image pickup apparatus, and method for manufacturing optical member
WO2015037513A1 (ja) * 2013-09-13 2015-03-19 コニカミノルタ株式会社 撥水性ガラスおよびその製造方法、ならびにそれを用いた撥水性フィルム
JP2015123592A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 コニカミノルタ株式会社 撥水性フィルムおよびその製造方法
US20150239773A1 (en) * 2014-02-21 2015-08-27 Ut-Battelle, Llc Transparent omniphobic thin film articles
CN107603415A (zh) * 2017-10-24 2018-01-19 南方科技大学 一种透明疏水耐磨涂层及其制备方法
CN107879610A (zh) * 2017-11-14 2018-04-06 东南大学 具有防雾和露滴自洁功能的透明超疏水玻璃及其制备方法
US20190262861A1 (en) * 2018-02-27 2019-08-29 Waymo Llc Optically Transparent Superhydrophobic Thin Film

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11100223A (ja) 1997-07-28 1999-04-13 Asahi Glass Co Ltd 多孔質微小球状ガラスの製造方法
DE59811774D1 (de) 1998-06-05 2004-09-09 Cabot Corp Nanoporöse interpenetrierende organisch-anorganische netzwerke
US6878616B1 (en) 2003-11-21 2005-04-12 International Business Machines Corporation Low-k dielectric material system for IC application
PT103257B (pt) 2005-04-05 2007-05-31 Inst Superior Tecnico Método de produção subcrítica de xerogéis e aerogéis monolíticos híbridos de sílica e látex modificado com grupos alcoxissilano
JP4938994B2 (ja) * 2005-04-22 2012-05-23 ペンタックスリコーイメージング株式会社 シリカエアロゲル膜及びその製造方法
DE102006018938A1 (de) 2006-04-24 2007-10-25 Epg (Engineered Nanoproducts Germany) Ag Öl-, heißwasser- und temperaturresistente Bindemittel, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
JP2011251870A (ja) 2010-06-01 2011-12-15 Canon Inc 撥水性多孔質ガラスおよび光学部材
US8277899B2 (en) 2010-12-14 2012-10-02 Svaya Nanotechnologies, Inc. Porous films by backfilling with reactive compounds
CN103011589B (zh) 2012-06-27 2016-08-03 温州大学 一种掺杂In2S3量子点的钠硼硅玻璃及其制备方法
TWM455724U (zh) 2012-07-27 2013-06-21 G Tech Optoelectronics Corp 成型模具及使用該成型模具的玻璃成型裝置
US9393760B2 (en) * 2013-02-28 2016-07-19 Corning Incorporated Laminated glass articles with phase-separated claddings and methods for forming the same
CN103285789B (zh) 2013-05-27 2015-05-13 东华大学 一种三维纤维基气凝胶材料的制备方法及其制品
CN103708476B (zh) 2014-01-07 2016-06-29 厦门大学 一种柔韧性二氧化硅气凝胶的制备方法
CN104140553A (zh) 2014-07-18 2014-11-12 天津大学 一种疏水性壳聚糖-二氧化硅复合气凝胶及其制备方法和吸油应用
CN104446304B (zh) 2014-11-13 2016-05-04 向军辉 多尺度多重网络复合结构的气凝胶复合材料及其制备方法
DE102015200191A1 (de) 2015-01-09 2016-07-14 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Flexible Komposite auf Basis von Aerogelen
WO2016171558A1 (en) * 2015-04-24 2016-10-27 Separex S.A.S. A process of applying a polymethylsilsesquioxane aerogel coating onto a porous substrate
CN109293248A (zh) 2018-11-12 2019-02-01 广州易森防护用品科技有限公司 一种超细玻璃纤维的制备方法
US11155490B1 (en) * 2020-04-22 2021-10-26 Waymo Llc Superomniphobic thin film
US11603329B2 (en) 2020-04-22 2023-03-14 Waymo Llc Methods for preparing a superomniphobic coating

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20120107581A1 (en) * 2010-11-02 2012-05-03 Simpson John T Composition for forming an optically transparent, superhydrophobic coating
US20140320728A1 (en) * 2011-11-18 2014-10-30 Canon Kabushiki Kaisha Optical member, image pickup apparatus, and method for manufacturing optical member
US20140116944A1 (en) * 2012-11-01 2014-05-01 Ut-Battelle, Llc Super-surface selective nanomembranes providing simultaneous high permeation flux and high selectivity
WO2015037513A1 (ja) * 2013-09-13 2015-03-19 コニカミノルタ株式会社 撥水性ガラスおよびその製造方法、ならびにそれを用いた撥水性フィルム
JP2015123592A (ja) * 2013-12-25 2015-07-06 コニカミノルタ株式会社 撥水性フィルムおよびその製造方法
US20150239773A1 (en) * 2014-02-21 2015-08-27 Ut-Battelle, Llc Transparent omniphobic thin film articles
CN107603415A (zh) * 2017-10-24 2018-01-19 南方科技大学 一种透明疏水耐磨涂层及其制备方法
CN107879610A (zh) * 2017-11-14 2018-04-06 东南大学 具有防雾和露滴自洁功能的透明超疏水玻璃及其制备方法
US20190262861A1 (en) * 2018-02-27 2019-08-29 Waymo Llc Optically Transparent Superhydrophobic Thin Film

Also Published As

Publication number Publication date
CN114057400B (zh) 2023-12-05
EP3945080A1 (en) 2022-02-02
US20220033295A1 (en) 2022-02-03
EP3945080B1 (en) 2023-06-28
US11724955B2 (en) 2023-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7022416B2 (en) Article coated with coating film, and functional article coated with coating film using the same
EP2294152B1 (en) A superhydrophobic aerogel that does not require per-fluoro compounds or contain any fluorine
EP2484732B1 (de) Verbundstoff und Verfahren zu seiner Herstellung
JP3735136B2 (ja) 非湿潤性コーティング用組成物
KR101296950B1 (ko) 복합 수지, 이를 포함하는 코팅제 조성물, 및 피복 물품
JP7323675B2 (ja) 光透過性超疎水性薄膜
JP2003149642A (ja) 液晶用フロントライト
JPH0597478A (ja) 撥水性ガラス物品およびその製造方法
JP4279064B2 (ja) 多孔性シリカ膜、それを有する積層体
JP6494158B2 (ja) 光学フィルタ、その製造及び使用
JP6112753B2 (ja) 透明被膜形成用塗布液ならびに透明被膜付基材、および疎水性金属酸化物粒子の製造方法
JP4256662B2 (ja) 皮膜被覆物品、およびその製造方法
JP4279063B2 (ja) 多孔性シリカ膜、それを有する積層体
KR20190020023A (ko) 자가-경화 혼합-금속 옥사이드
WO2020007254A1 (en) Surface coating composition with long durability
KR20190113801A (ko) 발수 처리제, 발수 구조체 및 그 제조 방법
JPH11269657A (ja) シリカ系膜被覆物品を製造する方法
JP2004136630A (ja) 機能性皮膜被覆物品、およびその製造方法
CN114057400B (zh) 超疏液块状光学玻璃
JP2005350502A (ja) 超撥水性被膜被覆物品、その製造方法及び超撥水性被膜形成用塗工材料
KR20140134867A (ko) 저반사특성을 갖는 내오염성 코팅용액 조성물 및 그 제조방법
JP2003206477A (ja) 超撥水剤組成物
US11155490B1 (en) Superomniphobic thin film
US11603329B2 (en) Methods for preparing a superomniphobic coating
EP1379593A2 (en) Coated article, coating liquid composition, and method for producing coated article

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant