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Stearic Acid and CeO2 Nanoparticles Co-functionalized Cotton Fabric with Enhanced UV-Block, Self-Cleaning, Water-Repellent, and Antibacterial Properties

硬脂酸 材料科学 接触角 纳米颗粒 化学工程 涂层 莲花效应 超疏水涂料 复合材料 环境友好型 表面能 纳米技术 化学 有机化学 原材料 工程类 生物 生态学
作者
Naseer Ahmad,Sufian Rasheed,Muhammad Nabeel,Waqas Ahmad,Abrar Mohyuddin,Syed Ghulam Musharraf,Muhammad Najam‐ul‐Haq,Zafar Khan Ghouri,Dilshad Hussain
出处
期刊:Langmuir [American Chemical Society]
卷期号:39 (33): 11571-11581 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acs.langmuir.3c01002
摘要

Superhydrophobic cotton fabrics with multifunctional features are highly desired in domestic and outdoor applications. However, the short coating longevity and hazardous reagents significantly reduce their commercial-scale applications. Herein, we introduce CeO2 nanoparticles and stearic acid (SA) to develop a fluorine-free, durable superhydrophobic cotton fabric that mimics the lotus effect. The pristine cotton fabric is treated with APTES-functionalized CeO2 nanoparticles by immersion followed by a dip and drying treatment with a 2% myristic acid solution. This sequential process creates a stable superhydrophobic cotton fabric (SA/CeO2-cotton fabric) with a water contact angle of 158° and a water sliding angle of 5°. The results are attributed to the combined effect of CeO2 nanoparticles and stearic acid that enhances surface roughness and reduces surface sorption energy. APTES facilitates the durable attachment of CeO2 nanoparticles and stearic acid to the cotton fabric. The modified cotton fabric is characterized by advanced analytical tools, demonstrating enhanced superhydrophobicity, self-cleaning, and antiwater absorption properties. Additionally, it exhibits remarkable UV-blocking (UPF 542) and antibacterial properties. The designed superhydrophobic cotton fabric unveils good mechanical, thermal, and chemical durability. The proposed strategy is simple, green, and economical and can be used commercially for functional fabric preparation.
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