Υβριδικές επικαλύψεις sol-gel, σιλάνια και εφαρμογές τους - Κωτσαλά, Γεωργία (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών, 2016)
Οι ιδιότητες και η ευρεία κλίμακα εφαρμογών των υβριδικών sol-gel (OIH) πολυμερών κατέστησαν τα υλικά αυτά πολύ ενδιαφέροντα τις τελευταίες δεκαετίες. Από τις αρχές της δεκαετίας 1970 το ακαδημαϊκό ενδιαφέρον για τα ΟΙΗ υλικά έχει αυξηθεί και από τη δεκαετία του 1990 έχει γίνει ένα ταχύτατα εξελισσόμενο και σύνθετο αντικείμενο με σχεδόν εκθετική αύξηση στον αριθμό των σχετικών δημοσιεύσεων. Ο συνδυασμός οργανικών πολυμερών και ανόργανων υλικών σε μια φάση δίνει εξαιρετικές δυνατότητες να δημιουργηθούν υλικά με επιθυμητές ηλεκτρικές, οπτικές, αντιδιαβρωτικές και μηχανικές ιδιότητες για ποικίλες εφαρμογές. Αυτό το απεριόριστο σχέδιο οδήγησε στην εξέλιξη των υβριδικών επικαλύψεων για αρκετές εφαρμογές όπως σε διαφανή πλαστικά, γυαλιά και μέταλλα με σκοπό να προστατέψει αυτά τα υποστρώματα από τη μηχανική απόξεση, διάβρωση, ακόμα και για διακοσμητικούς λόγους. Κατ’ελάχιστον η εξέλιξη των νέων υβριδικών προϊόντων προϋποθέτει την βασική κατανόηση της χημείας, καθώς και των παραμέτρων που επηρεάζουν τις τεχνικές διεργασίας, που θα αναφερθούν περιληπτικά. Επιπλέον, η εργασία αυτή συγκεντρώνει και σχολιάζει τις πιο καλές sol-gel επικαλύψεις για αντιδιαβρωτική προστασία του χάλυβα, του αλουμινίου και των κραμάτων του καθώς και άλλων μετάλλων και κραμάτων, όπως του χαλκού και του μαγνησίου, με ακαδημαϊκή θεώρηση. Η κύρια δύναμη για την εξέλιξη των ΟΙΗ επικαλύψεων ήταν τα σιλοξάνια για την πρόληψη της διάβρωσης για να καταστεί δυνατή η αντικατάσταση των περιβαλλοντικά επικίνδυνων κατεργασιών με χρωμικά των μεταλλικών υποστρωμάτων. Η σπουδαιότητα των σιλοξανίων και των ΟΙΗ υλικών αποδεικνύεται από την ενασχόληση με αυτά μεγάλων χημικών εταιριών. Η ανασκόπηση εστιάζεται στην έρευνα των ΟΙΗ επικαλύψεων που βασίζεται στην χημική ποικιλότητα των προδρόμων με την μέθοδο sol-gel της οποίας οι βασικές αρχές περιγράφονται, καθώς και η ταξινόμηση των ΟΙΗ, η αλληλεπίδραση με το υπόστρωμα, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα τους. Αναφέρονται οι κύριες πρόδρομες ενώσεις που χρησιμοποιούνται για την σύνθεση των ΟΙΗ επικαλύψεων για την αντιδιαβρωτική προστασία ανάλογα με το υπόστρωμα (χάλυβας, αλουμίνιο, χαλκό, μαγνήσιο και τα κράματά τους). Οι προστατευτικές επικαλύψεις sol-gel έχουν επιδείξει εξαιρετική χημική σταθερότητα, παρέχουν υψηλή αντίσταση σε οξείδωση, απόξεση και καθιστούν σχεδόν αδιάβροχα τα υποστρώματα. Ενώ η sol-gel μέθοδος κρίνεται, αν και επιδέχεται πολλές προσαρμογές και βελτιώσεις, ως η καταλληλότερη μέθοδος εφαρμογής των ΟΙΗ επικαλύψεων δεν συμβαίνει το ίδιο με τις μεθόδους απόθεσης που συνήθως είναι εμβάπτιση, spin-coating και ηλεκτροαπόθεση, με την τελευταία να θεωρείται η καταλληλότερη. Σημαντικό ρόλο στην αποτελεσματικότητα παίζουν η βελτίωση των υλικών και της μεθόδου, οι παράγοντες αυτοίασης και η προσθήκη αναστολέων διάβρωσης . Η πορεία προς την πλήρη αντικατάσταση των συμβατικών μεθόδων προκατεργασίας με χρωμικά, είναι μακρά και απαιτείται περαιτέρω έρευνα και μελέτη συνθηκών, νέων προδρόμων ενώσεων και υλικών προκειμένου να επιλεγούν καταλληλότερες μέθοδοι απόθεσης και να εκτιμηθεί ο χρόνος ζωής των ΟΙΗ επικαλύψεων.