The superhydrophobicity of polymer surfaces: Recent developments

Journal of Polymer Science, Part B: Polymer Physics

Volumn 49, Issue 17, 2011, Pages 1203-1217

  Shirtcliffe, Neil J ^a   McHale, Glen ^a   Newton, Michael I ^a  

^a NOTTINGHAM TRENT UNIVERSITY   (United Kingdom)

Author keywords

anti reflection; fog collection; ice resistance; lotus effect ; micromolding; plastron; polymers; self cleaning; superhydrophobicity; superoloephobicity

Indexed keywords

ANTI-REFLECTION; LOTUS EFFECT; MICROMOLDING; PLASTRON; SELF-CLEANING; SUPERHYDROPHOBICITY; SUPEROLOEPHOBICITY;

POLYMERS; SURFACES;

HYDROPHOBICITY;

EID: 79960995436     PISSN: 08876266     EISSN: 10990488     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/polb.22286     Document Type: Review

References (147)

1. Roach, P.; Shirtcliffe, N. J.; Newton, M. I., Soft Matter 2008, 4, 224-240.
2. Shirtcliffe, N. J.; McHale, G.; Atherton, S.; Newton, M. I., Adv. Colloid Interface Sci. 2010, 161, 124-138.
3. Extrand, C., Encyclopedia of Surface and Colloid Science, 2nd ed.;, Somasundaran, P., Ed.; Taylor & Francis: New York, 2006; pp 5854-5868.
4. Wenzel, R. N., Ind. Eng. Chem. 1936, 28, 988-994.
5. Cassie, A. B. D.; Baxter, S., Trans. Faraday. Soc. 1944, 40, 546-551.
6. Öner, D., McCarthy, T. J., Langmuir 2000, 16, 7777-7782.
7. Järn, M.; Brieler, F. J.; Kuemmel, M.; Grosso, D.; Lindén, M., Chem. Mater. 2008, 20, 1476-1483.
8. Bhushan, B; Jung, Y. C., Prog. Mater. Sci. 2011, 56, 1-108.
9. Guo, Z. G.; Liu, W. M.; Su, B. L., J. Colloid Interface Sci. 2011, 353, 335-355.
10. Yao, X; Song, Y. L.; Jiang, L., Adv. Mater. 2011, 23, 719-734.
11. Liu, K.; Yao, X; Jiang, L., Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 3240-3255.
12. Xue, C. H.; Jia, S. T.; Zhang, J.; Ma, J. Z., Sci. Technol. Adv. Mater. 2010, 11, 033002.
13. Nosonovsky, M.; Bhushan, B., Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2009, 14, 270-280.
14. Genzer, J.; Marmur, A., MRS Bull. 2008, 33, 742-746.
15. Xia, F.; Jiang, L., Adv. Mater. 2008, 20, 2842-2858.
16. Ma, M.; Hill, R. M.; Rutledge, G. C., J. Adhes. Sci. Technol. 2008, 22, 1799-1817.
17. Quere, D., Ann. Rev. Mater. Res. 2008, 38, 71-99.
18. Li, X. M.; Reinhoudt, D.; Crego-Calama, M., Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 1350-1368.
19. Genzer, J.; Efimenko, K., Biofouling 2006, 22, 339-360.
20. Bhushan, B.; Jung, Y. C., Prog. Mater. Sci. 2011, 56, 1-108
21. Su, C. H.; Xu, Y. Q.; Gong, F.; Wang, F. S.; Li, C. F., Soft Matter 2010, 6, 6068-6071.
22. Bayer, I. S.; Brown, A.; Steele, A.; Loth, E., Appl. Phys. Express 2009, 2, 125003.
23. Dasa, A.; Hayvacib, H. T.; Tiwaric, M. K.; Bayerd, I. S.; Erricolob, D.; Megaridisa, C. M., J. Colloid Interface Sci. 2011, 353, 311-315.
24. Zhai, L.; Cebeci, F. C.; Cohen, R. E.; Rubner, M. F., Nano Lett. 2004, 4, 1349-1353.
25. Buck, M. E.; Schwartz, S. C.; Lynn, D. M., Chem. Mater. 2010, 22, 6319-6327.
26. Shirtcliffe, N.; McHale, G.; Newton, M; Chabrol, G.; Perry, C., Langmuir 2005, 21, 937-943.
27. Darmanin, T.; de Givenchy, E. T.; Amigoni, S.; Guittard, F., Langmuir 2010, 26, 17596-17602.
28. Bai, H.; Li, C.; Shi, G. Q., J. Adhes. Sci. Technol. 2008, 22, 1819-1839.
29. Darmanin, T.; Guittard, F.; Amigoni, S.; de Givenchy, E. T.; Noblin, X.; Kofman, R.; Celestini, F., Soft Matter 2011, 7, 1053-1057.
30. Tang, W.; Huang, Y.; Meng, W.; Qing, F., Eur. Polym. J. 2010, 46, 506-518.
31. Shirtcliffe, N.; McHale, G.; Newton, M.; Chabrol, G.; Perry, C., Adv. Mater. 2004, 16, 1929-1932.
32. Pennisi, C. P.; Zachar, V.; Gurevich, L.; Patriciu, A.; Struijk, J. J.,; Conf. Proc. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2010, 2010, 3804-3807.
33. Cardosoa, M. R.; Tribuzia, V.; Balogha, D. T.; Misogutia, L.; Mendonça, C. R.,; Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 3281-3284
34. Grundmeier, G.; Thiemann, P.; Carpentier, J.; Shirtcliffe, N.; Stratmann, M., Thin Solid Films 2004, 446, 61-71
35. Wang, J. M.; Wang, L. D.; Feng, L., J. Appl. Polym. Sci. 2011, 120, 524-529
36. Asmatulu, R.; Ceylan, M.; Nuraje, N., Langmuir 2011, 27, 504-507
37. Steele, A.; Bayer, I.; Loth, E., Nano Lett. 2009, 9, 501-505
38. Tuteja1, A.; Choi, W.; Ma, M.; Mabry, J. M.; Mazzella, S. A.; Rutledge, G. C.; McKinley, G. H.; Cohen, R. E., Science 2007, 318, 1618-1622
39. Han, D. W.; Steck, A. J., Langmuir 2009, 25, 9454-9462
40. Choi, G. R.; Park, J.; Ha, J. W.; Kim, W. D.; Lim, H., Macromol. Mater. Eng. 2010, 295, 995-1002
41. Liu, X.; Lin, T.; Fang, J. A.; Yao, G.; Zhao, H. Q.; Dodson, M.; Wang, X. G., J. Biomed. Mater. Res. 2010, 94A, 499-508
42. Scheffler, R.; Bell, N. S.; Sigmund, W., J. Mater. Res. 2010, 25, 1595-1600.
43. Ding, B.; Ogawa, T.; Kim, J.; Fujimoto, K.; Shiratori, S., Thin Solid Films 2008, 516, 2495-2501.
44. Molina, J.; Carr, J.; Yarnoz, M. J., Thoracic Cardio. Surg. 1978, 75, 769-771.
45. Gao, L. C.; McCarthy, T. J., Langmuir 2007, 23, 3762-3765.
46. McHale, G., Langmuir 2007, 23, 8200-8205.
47. Sun, T.; Wang, G.; Liu, H.; Feng, L.; Jiang, L.; Zhu, D., J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14996-14997.
48. Zhu, L. B.; Xiu, Y. H.; Xu, J. W.; Tamirisa, P. A.; Hess, D. W.; Wong, C. P., Langmuir 2005, 21, 11208-11212.
49. Wang, C. F.; Chen, W. Y.; Cheng, H. Z.; Fu, S. L., J. Phys. Chem. C 2010, 114, 15607-15611.
50. Li, G.; Wang, H.; Zheng, H.; Bai, R., Langmuir 2010, 26, 7529-7534.
51. Liu, Y. Y.; Chen, X. Q.; Xin, J. H., J. Mater. Chem. 2009, 19, 5602-5611.
52. Lee, H. J.; Michielsen, S., J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2007, 45, 253-261.
53. Jin, G.; Kim, G., Langmuir 2011, 27, 828-834.
54. Mekaru, H.; Takashimi, M., J. Micromech. Microeng. 2009, 19, 125026.
55. Kong, J.; Yung, K. L.; Xu, Y.; He, L.; Lau, K. H.; Chan, C. Y., J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2008, 46, 1280-1289.
56. Kang, S.; Pokroy, B.; Mahadevan, L.; Aizenberg, J., ACS Nano 2010, 4, 6323-6331.
57. Kim, E.; Xia, Y.; Whitesides, G. M., Nature 1995, 376, 581-584.
58. Schaeffer, E.; Thurn-Albrecht, T.; Russell, T. P.; Steiner, U., Nature 2000, 403, 874-877.
59. Cardosoa, M. R.; Tribuzia, V.; Balogha, D. T.; Misogutia, L.; Mendonça, C. R., Appl. Surf. Sci. 2011, 257, 3281-3284.
60. Shirtcliffe, N.; McHale, G.; Newton, M.; Zhang, Y., ACS Appl. Mater. Interface 2009, 1, 1316-1323.
61. Tsougeni, K.; Papageorgiou, D.; Tserepi, A.; Gogolides, E., Lab Chip 2010, 10, 462-469.
62. McHale, G.; Newton, M.; Shirtcliffe, N., Soft Matter 2010, 6, 714-719.
63. Smith, V.; Hinton, E., Jr., Pat. D06N3/00E2, US3326713 (A)-1967 and Gallacher, L. US3675391 (A)-1972.
64. Shirtcliffe, N.; Pyatt, F.; Newton, M.; McHale, G., J. Plant Physiol. 2006, 163, 1193-1197.
65. Xiu, Y. H.; Zhang, S.; Yelundur, V.; Rohatgi, A.; Hess, D. W.; Wong, C. P., Langmuir 2008, 24, 10421-10426.
66. Zhang, L.; Li, Y.; Sun, J.; Shen, J. J., Colloid Interface Sci. 2008, 319, 302-308.
67. Park, Y.-B; Im, H.; Im, M.; Choi, Y.-K., J. Mater. Chem. 2011, 21, 633-636.
68. Menini, R.; Ghalmi, Z.; Farzaneh, M., Cold Reg. Sci. Technol. 2011, 65, 65-69.
69. Kulinich, S. A.; Farhadi, S.; Nose, K.; Du, X., W. Langmuir 2011, 27, 25-29.
70. Varanasi, K. K.; Deng, T.; Smith, J. D.; Hsu, M.; Bhate, N., Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 234102.
71. Mishchenko, L.; Hatton, B.; Bahadur, V.; Taylor, J. A.; Krupenkin, T.; Aizenberg, J., ACS Nano 2010, 4, 7699-7707.
72. Tourkine, P.; Le Merrer, M.; Quere, D., Langmuir 2009, 25, 7214-7216.
73. He, M.; Wang, J. X.; Li, H. L.; Jin, X. L.; Wang, J. J.; Liu, B. Q.; Song, Y. L., Soft Matter 2010, 6, 2396-2399.
74. Feng, L.; Zhang, Z.; Mai, Z.; Ma, Y.; Liu, B.; Jiang, L.; Zhu, D., Angew Chem 2004, 116, 2046-2048.
75. Rao, A., V;, Hegde, N. D.; Hirashima, H., J. Colloid Interface Sci. 2007, 305, 124-132.
76. Pan, Q. M.; Wang, M.; Wang, H. B., Appl. Surf. Sci. 2008, 254, 6002-6006.
77. Lahann, J., Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 320-321.
78. Yuan, J.; Liu, X.; Akbulut, O.; Hu, J.; Suib, S.; Kong, J.; Stellacci, F., Nat. Nanotech. 2008, 3, 332-336.
79. (a), Lee, S.-B.; Park, I.-J.; Lee, K.-W.; Kim, D.-K.; Kim, J.-H.; Ha, J.-W.; Park, H.-S.; Jung, D.-H.; Ruehe, J., US Pat. Application 20,030,080,049, 2003.
80. (b), Buhl, S. N.; Ahmad, S. I.; Grassick, A., US Pat. 4,971,912, 1990.
81. Li, A.; Sun, H.; Tan, D.; Fan, W.; Wen, S.; Qin, X.; Li, G.; Li, S.; Deng, W.,; Submitted to Energy & Environmental Science, submitted for publication.
82. Ono, T.; Sugimoto, T.; Shinkai, S.; Sada, K.,; Nat. Mater. 2007, 6, 429-433.
83. Ono, T.; Sugimoto, T.; Shinkai, S.; Sada, K., Adv. Func. Mater. 2008, 18, 3936-3940.
84. Feng, X. J.; Jiang, L., Adv. Mater. 2006, 18, 3063-3078.
85. Tuteja, A.; Choi, W.; Ma, M. L.; Mabry, J. M.; Mazzella, S. A.; Rutledge, G. C.; McKinley, G. H.; Cohen, R. E., Science 2007, 318, 1618-1622.
86. Misra, R.; Fu, B. X.; Plagge, A.; Morgan, S. E., J. Polym. Sci. Part B: Polym. Phys. 2009, 47, 1088-1102.
87. Kumar, R. T. R.; Mogensen, K. B.; Boggild, P., J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2936-2940.
88. Hansen, W. R.; Autumn, K., Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2005, 102, 385-389.
89. Kim, S.; Cheung, E.; Sitti, M., Langmuir 2009, 25, 7196-7199.
90. Sameoto, D.; Menon, C., J. Micromech. Microeng. 2010, 20, 115037.
91. Flynn, M.; Bush, J., J. Fluid Mech. 2008, 608, 275-296.
92. Shirtcliffe, N.; McHale, G.; Newton, M.; Perry, C.; Pyatt, F., Appl. Phys. Lett. 2006, 89, 104106.
93. Barthlott, W.; Schimmel, T.; Wiersch, S.; Koch, K.; Brede, M.; Barczewski, M.; Walheim, S.; Weis, A.; Kaltenmaier, A.; Leder, A.; Bohn, H. F., Adv. Mater. 2010, 22, 2325-2328.
94. Kim, T.; Pang, C.; Suh, K., Langmuir 2009, 25, 8879-8882.
95. Choi, M.; Yoon, H.; Lee, K.; Shin, K., Langmuir 2011, 27, 2132-2137.
96. Blow, M. L.; Yeomans, J. M., Langmuir 2010, 26, 16071-16083.
97. Quere, D.; Lafuma, A.; Bico, J., Nanotechnology 2003, 14, 1109-1112.
98. Verplanck, N.; Galopin, E.; Camart, J.-C.; Thomy, V., Nano Lett. 2007, 7, 813-817.
99. Manukyan, G.; Oh, J.; van den Ende, D.; Lammertink, R.; Mugele, F., Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 14501.
100. Otten, A.; Herminghaus, S., Langmuir 2004, 20, 2405-2408.
101. McHale, G.; Newton, M.; Shirtcliffe, N.; Geraldi, N., Beilstein J. Nanotechnol. 2011, 2, 145-151.
102. Yin, L.; Wang, Q. J.; Xue, J. A.; Ding, J. F.; Chen, Q. M., Chem. Lett. 2010, 39, 816-817.
103. Quere, D.; Lafuma, A.; Bico, J., Nanotechnology 2003, 14, 1109-1112.
104. Shirtcliffe, N.; McHale, G.; Newton, M.; Perry, C., Langmuir 2005, 21, 937-943.
105. Feng, L.; Zhang, Y.; Xi, J.; Zhu, Y.; Wang, N.; Xia, F.; Jiang, L., Langmuir 2008, 24, 4114-4119.
106. Bhushan, B.; Her, E., Langmuir 2010, 26, 8207-8217.
107. Öner, D.; McCarthy, T., Langmuir 2000, 16, 7777-7782.
108. Zhao, X.; Fan, H.; Liu, H.; Pan, H.; Xu, H., Langmuir 2011, 27, 3224-3228.
109. Balu, B.; Berry, A.; Patel, K.; Breedveld, V.; Hess, D, J. Adhes. Sci. Tech. 2011, 25, 627-642.
110. Zhao, N.; Xie, Q.; Kuang, X.; Wang, S.; Li, Y.; Lu, X.; Tan, S.; Shen, J.; Zhang, X.; Zhang, Y.; Xu, J.; Han, C,. Adv. Func. Mater. 2007, 17, 2739-2745.
111. Cheng, Z.; Gao, J.; Jiang, L.; Cheng, Z.; Gao, J.; Jiang, L., Langmuir 2010, 26, 8233-8238.
112. Zhu, S.; Li, Y.; Zhang, J.; Lu, C.; Dai, X.; Jia, F.; Gao, H,.;, Yang, B., J. Colloid Interface Sci. 2010, 344, 541-546.
113. Lai, Y. K.; Gao, X. F.; Zhuang, H. F.; Lin, C. J.; Jiang, L., Adv. Mater. 2009, 21, 3799-3803.
114. Krumpfer, J.; McCarthy, T., Faraday Discuss. 2010, 146, 103-111.
115. Shirtcliffe, N. J.; McHale, G.; Newton, M. I., Langmuir 2009, 25, 14121-14128.
116. McHale, G.; Newton, M.; Shirtcliffe, N., Analyst 2004, 129, 284-287.
117. McHale, G.; Elliott, S.; Newton, M.; Shirtcliffe, N., Superhydrophobicity: Localized parameters and gradient surfaces, In Contact Angle, Wettability and Adhesion;, Mittal, K. L., Ed; Koninklijke Brill NL, Holland, 2009; Vol. 6, pp 219-233.
118. Reyssat, M; Pardo, F; Quere, D., Europhys. Lett. 2009, 87, 36003.
119. Wu, H.; Zhang, R.; Sun, Y.; Lin, D. D.; Sun, Z. Q.; Pan, W.; Downs, P., Soft Matt. 2008, 4, 2429-2433.
120. Rasilainen, T.; Suvanto, M.; Pakkanen, T. A., Surf. Sci. 2009, 603, 2240-2247.
121. Zhang, F. X.; Low, H. Y., Langmuir 2007, 23, 7793-7798.
122. Boduroglu, S.; Cetinkaya, M.; Dressick, W. J.; Singh, A.; Demirel, M. C., Langmuir 2007, 23, 11391-11395.
123. Kusumaatmaja, H.; Yeomans, J. M., Soft Matter 2009, 5, 2704-2707.
124. Zheng, Y. M.; Gao, X. F.; Jiang, L., Soft Matter 2007, 3, 178-182.
125. Parker, A. R.; Lawrence, C. R., Nature 2001, 414, 33-34.
126. Garrod, R. P.; Harris, L. G.; Schofield, W. C. E.; McGettrick, J.; Ward, L. J.; Teare, D. O. H.; Badyal, J. P. S., Langmuir 2007, 23, 689-693.
127. Dorrer, C; Ruhe, J., Langmuir 2008, 24, 6154-6158.
128. Zhai, L.; Berg, M. C.; Cebeci, F. C.; Kim, Y.; Milwid, J. M.; Rubner, M. F.; Cohen, R. E., Nano Lett. 2006, 6, 1213-1217.
129. Zheng, Y.,; Hao, Bai, H.; Huang, Z.; Tian, X.; Nie, F.; Zhao, Y.; Zhai, J.; Jiang, L., Nature 2010, 463, 640-643.
130. Shirtcliffe, N.; McHale, G.; Newton, M.; Perry, C.; Roach, P., Chem. Commun. 2005, 25, 3135-3137.
131. Shirtcliffe, N. J.; McHale, G.; Newton, M. I.; Perry, C. C.; Roach, P., Mater. Chem. Phys. 2007, 103, 112-117.
132. Verplanck, N.; Coffinier, Y.; Thomy, V.; Boukherroub, R., Nanoscale Res. Lett. 2007, 2, 577-596.
133. Liu, M. J.; Jiang, L., Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3753-3764.
134. Shirtcliffe, N.; McHale, G.; Perry, C.; Newton, M., Langmuir 2003, 19, 5626-5631.
135. Liu, M. J.; Nie, F. Q.; Wei, Z. X.; Song, Y. L.; Jiang, L., Langmuir 2010, 26, 3993-3997.
136. Chang, C. J.; Kuo, E. H., Thin Solid Films 2010, 519, 1755-1760.
137. Liu, X. J.; Ye, Q. A.; Yu, B.; Liang, Y. M.; Liu, W. M.; Zhou, F., Langmuir 2010, 26, 12377-12382.
138. Sawada, E.; Kakehi, H.; Chounan, Y.; Miura, M.; Sato, Y.; Isu, N.; Sawada, H., Compos B 2010, 41, 498-502.
139. Joseph, G.; Pichardo, J.; Chen, G., Analyst 2010, 135, 2303-2308.
140. Liu, S. H.; Han, G. A.; Shu, M. H.; Han, L.; Che, S. N., J. Mater. Chem. 2010, 20, 10001-10009.
141. Stratakis, E.; Mateescu, A.; Barberoglou, M.; Vamvakaki, M.; Fotakis, C.; Anastasiadis, S. H., Chem. Commun. 2010, 46, 4136-4138.
142. Yang, J.; Zhang, Z.; Men, X.; Xu, X.; Zhu, X., J. Colloid Interface Sci. 2010, 346, 241-247.
143. Qing, G.; Wang, X.; Jiang, L.,:, Fuchs, H.; Sun, T., Soft Matter 2009, 5, 2759-2765.
144. Wu, J.; Yi, T.; Shu, T.; Yu, M.; Zhou, Z.; Xu, M.; Zhou, Y.; Zhang, H.; Han, J.; Li, F.; Huang, C., Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 2008, 47, 1063-1067.
145. Nadermann, N.; Ning, J.; Jagota, A.; Hui, C., Langmuir 2010, 26, 15464-15471.
146. Lee, J.; He, B.; Patankar, N. A. J., Micromech. Microeng. 2005, 15, 591-600.
147. Choi, J. H.; Kim, Y. M.; Park, Y. W.; Park, T. H.; Dong, K. Y.; Ju, B. K., Langmuir 2009, 25, 7156-7160.