(57)【要約】  コーティング及びコーティングを含む物品のある特定の実施形態が本明細書に記載される。いくつかの例では、コーティングは、少なくとも１つの金属または金属化合物を含むテクスチャ処理層を含む。コーティングは、マイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状も含み得、複数の表面形状は、テクスチャ処理層における基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置する。いくつかの場合では、テクスチャ処理層の複数の表面形状の間に空間は実質的に存在しない。コーティングの生成方法も記載される。
2019504214.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を備えた基材と、
前記表面の何らかの部分に施された疎水性コーティングと、
を含む物品であって、
前記コーティングが、少なくとも１つの金属または金属化合物と、マイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状と、を含むテクスチャ処理層を含み、前記複数の表面形状が、前記テクスチャ処理層における基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置し、前記テクスチャ処理層の前記複数の表面形状の間に空間が実質的に存在しない、前記物品。
【請求項２】
前記複数の表面形状がそれぞれ、前記テクスチャ処理層において、より小さな形状を含むことで階層構造を与える、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記テクスチャ処理層の前記金属が、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、クロム、マンガン、銀、金、チタン、カドミウム、白金、他の遷移金属、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項４】
前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物、金属フッ化物、他の金属化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項１に記載の物品。
【請求項５】
前記テクスチャ処理層が、金属または金属化合物とナノ粒子との複合材料を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項６】
前記ナノ粒子が、ＰＴＦＥ粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、炭化ケイ素、珪藻土、窒化ホウ素、酸化チタン、酸化白金、ダイヤモンド、スピノーダル分解したガラスのディファレンシャルエッチングに由来して形成される粒子、単層カーボンナノチューブ、混合ケイ素／チタン酸化物粒子（ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、チタンの内核／ケイ素の外表面）、セラミック粒子、サーモクロミック金属酸化物、多層カーボンナノチューブ、前記粒子のいずれかが化学的または物理的に改変されたバージョン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項５に記載の物品。
【請求項７】
前記テクスチャ処理層に施された１つまたは複数のコンフォーマルコーティング層をさらに含む、請求項１に記載の物品。
【請求項８】
前記コンフォーマルコーティング層が、窒化クロム（ＣｒＮ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン炭窒化物（ＴｉＣＮ）、窒化アルミニウムチタン（ＡｌＴｉＮ）、窒化アルミニウムチタンクロム（ＡｌＴｉＣｒＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、ニッケル、金、ＰｌａｓｍａＰｌｕｓ（登録商標）、Ｃｅｒａｂｌａｃｋ（商標）、クロム、フッ化ニッケル（ＮｉＦ２）、任意のニッケル複合材料、任意の有機材料または無機−有機材料、及びそれらの組み合わせの１つまたは複数を含む、請求項７に記載の物品。
【請求項９】
前記コンフォーマルコーティング層が、前記ニッケル複合材料を含み、前記ニッケル複合材料が、ＰＴＦＥ、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、珪藻土（ＤＥ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ）、グラファイト、他のナノ粒子、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される粒子と、ニッケルとの複合材料である、請求項８に記載の物品。
【請求項１０】
前記コンフォーマルコーティング層が、前記有機材料または無機−有機材料を含み、前記有機材料または無機−有機材料が、パリレン、有機官能性シラン、フッ素化有機官能性シラン、フッ素化有機官能性シロキサン、有機官能性オリゴマーシロキサン、有機官能性樹脂、ハイブリッド型無機有機官能性樹脂、表面エネルギーが低い樹脂、有機官能性かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、ハイブリッド型無機有機官能性ＰＯＳＳ樹脂、フッ素化オリゴマーポリシロキサン、有機官能性オリゴマーポリシロキサン、ハイブリッド型無機有機官能性オリゴマーポリシロキサン、フッ素化有機官能性シリコーンコポリマー、有機官能性シリコーンポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンポリマー、有機官能性シリコーンコポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンコポリマー、フッ素化かご型シルセスキオキサン（ＦＰＯＳＳ）、不揮発性の直鎖もしくは分岐鎖のアルカン、アルケン、及びアルキン、直鎖もしくは分岐鎖のアルカンのエステル、直鎖もしくは分岐鎖のアルケンのエステル、及び直鎖もしくは分岐鎖のアルキンのエステル、全フッ素置換有機材料、シランカップリング剤であるＤｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）ＳＩＶＯ、他の同様の基、またはそれらの任意の組み合わせ、パリレン、有機官能性シラン、フッ素化アルキルシラン、フッ素化アルキルシロキサン、有機官能性樹脂、ハイブリッド型無機有機官能性樹脂、有機官能性かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、ハイブリッド型無機有機官能性ＰＯＳＳ樹脂、シリコーンポリマー、フッ素化オリゴマーポリシロキサン、有機官能性オリゴマーポリシロキサン、フッ素化有機官能性シリコーンコポリマー、有機官能性シリコーンポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンポリマー、有機官能性シリコーンコポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンコポリマー、フッ素化かご型シルセスキオキサン（ＦＰＯＳＳ）、Ｄｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）ＳＩＶＯ、他の同様の基、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項８に記載の物品。
【請求項１１】
前記コーティングが、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格によって試験すると、９０度を超える水接触角を有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１２】
前記コーティングが、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５（２０１１）ｅ２規格によって試験すると、３Ｂを超える鉛筆硬度レベルを有する、請求項１に記載の物品。
【請求項１３】
前記コーティングが、ＡＳＴＭ  Ｆ２４５２−０４−２０１２規格によって試験すると、プルオフ試験（テープ試験）における耐久性が少なくともレベル３に適合する、請求項１に記載の物品。
【請求項１４】
前記テクスチャ処理層に施された追加の層をさらに含み、前記追加の層が、前記疎水性層の前記表面形状の内部に混ざり込む潤滑剤、ポリマーブレンド、ナノ粒子、またはそれらの任意の組み合わせ（ポリマーとナノ粒子との複合材料など）を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項１５】
前記追加の層が、前記ナノ粒子を含み、前記ナノ粒子が、表面エネルギーが低い材料であらかじめ処理されるか、または前記追加の層の前記化学ブレンドに表面エネルギーが低い材料が添加される、請求項１４に記載の物品。ナノ粒子の例には、限定はされないが、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、珪藻土（ＤＥ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【請求項１６】
前記追加の層が、前記ナノ粒子を含み、前記ナノ粒子が、疎水性ヒュームドシリカ粒子、疎水性珪藻土（ＤＥ）粒子、疎水性焼成シリカ粒子、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、セラミックベースの疎水性粒子を含む、請求項１４に記載の物品。
【請求項１７】
前記追加の層が、ポリマーブレンドを含み、前記ポリマーブレンドが、有機ポリマー、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、コポリマー、ターポリマー、ブロックコポリマー、交互ブロックコポリマー、ランダムポリマー、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ランダムブロックコポリマー、グラフトコポリマー、星型ブロックコポリマー、デンドリマー、高分子電解質、両性高分子電解質（カチオン基とアニオン基との両方を反復して有する高分子電解質）、及びイオノマーを１つまたは複数含む、請求項１４に記載の物品。
【請求項１８】
前記基材が、パイプとして構成され、前記疎水性コーティングが、亜鉛を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項１９】
前記基材が、加熱装置として構成され、前記疎水性コーティングが、ニッケルを含む、請求項１に記載の物品。
【請求項２０】
前記基材が、ポリマー鋳型として構成され、前記疎水性コーティングが、亜鉛を含む、請求項１に記載の物品。
【請求項２１】
基材に対するコーティングの生成方法であって、テクスチャ処理された疎水性コーティングを与えるための、前記基材に対する金属または金属化合物の電着を含み、前記テクスチャ処理された疎水性コーティングが、前記金属または金属化合物と、マイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状と、を含むテクスチャ処理層を含み、前記複数の個々の表面形状が、前記テクスチャ処理層における基準ゼロ点を提供するための基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置し、前記テクスチャ処理層の前記複数の表面形状の間に空間が実質的に存在しない、前記方法。
【請求項２２】
前記電着が、
電解質混合物の提供と、
前記電解質混合物におけるカソードの一部としての前記基材の設置と、
前記電解質混合物におけるアノードの設置と、
前記金属または金属化合物を含む前記テクスチャ処理層の、前記基材に対する電着と、
を含み、
前記電着段階の後の化学処理を全く伴わずに前記テクスチャ処理層に疎水性が与えられる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記電着段階が、正電荷を有し、電流を流すことによって還元され、前記疎水性コーティング層を与えるために使用される物質を少なくとも１つ含む水性電解質混合物において実施される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
臭化物（Ｂｒ−）、炭酸（ＣＯ３−）、炭酸水素（ＨＣＯ３−）、塩素酸（ＣｌＯ３−）、クロム酸（ＣｒＯ４−）、シアン化物（ＣＮ−）、二クロム酸（Ｃｒ２Ｏ７２−）、リン酸二水素（Ｈ２ＰＯ４−）、フッ化物（Ｆ−）、水素化物（Ｈ−）、リン酸水素（ＨＰＯ４２−）、硫酸水素または重硫酸（ＨＳＯ４−）、水酸化物（ＯＨ−）、ヨウ化物（Ｉ−）、窒化物（Ｎ３−）、硝酸（ＮＯ３−）、亜硝酸（ＮＯ２−）、酸化物（Ｏ２−）、過マンガン酸（ＭｎＯ４−）、過酸化物（Ｏ２２−）、リン酸（ＰＯ４３−）、硫化物（Ｓ２−）、チオシアン酸（ＳＣＮ−）、亜硫酸（ＳＯ３２−）、硫酸（ＳＯ４２−）、塩化物（Ｃｌ−）、ホウ化物（Ｂ３−）、ホウ酸（ＢＯ３３−）、二硫化物（Ｓ２２−）、ホスファニド（ＰＨ２−）、ホスファネジイド（ｐｈｏｓｐｈａｎｅｄｉｉｄｅ）（ＰＨ２−）、スーパーオキシド（Ｏ２−）、オゾニド（Ｏ３−）、三ヨウ化物（Ｉ３−）、二塩化物（Ｃｌ２−）、二炭化物（Ｃ２２−）、アジ化物（Ｎ３−）、五スズ化物（Ｓｎ５２−）、九鉛化物（Ｐｂ９４−）、アザニドまたはジヒドリド硝酸（ｄｉｈｙｄｒｉｄｏｎｉｔｒａｔｅ）（ＮＨ２−）、ゲルマニウム化物（ＧｅＨ３−）、スルファニド（ｓｕｌｆａｎｉｄｅ）（ＨＳ−）、スルファニヌイド（ｓｕｌｆａｎｕｉｄｅ）（Ｈ２Ｓ−）、次亜塩素酸（ＣｌＯ−）、ヘキサフルオリドリン酸（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）（［ＰＦ６］−）、テトラクロリド銅酸（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｏｃｕｐｒａｔｅ）（ＩＩ）（［ＣｕＣｌ４］２−）、テトラカルボニル鉄酸（ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｎｙｌｆｅｒｒａｔｅ）（［Ｆｅ（ＣＯ）４］２−）、水素（ノナデカオキシドヘキサモリブデン酸）（ＨＭｏ６Ｏ１９−）、テトラフルオロホウ酸（［ＢＦ４−］）、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（［ＮＴｆ２］−）、トリフルオロメタンスルホン酸（［ＴｆＯ］−）、ジシアナミド［Ｎ（ＣＮ）２］−、メチル硫酸［ＭｅＳＯ４］−、ジメチルリン酸［Ｍｅ２ＰＯ４］−、酢酸［ＭｅＣＯ２］−、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される負電荷を有するイオンを少なくとも１つ用いる前記電解質混合物の構成をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
チオ尿素、アセトン、エタノール、カドミウムイオン、塩化物イオン、ステアリン酸、エチレンジアミン二塩酸塩、サッカリン、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ドデシル硫酸ナトリウム、エチルバニリン、アンモニア、エチレンジアミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）、アゾベンゼンベースのサーファクタント（ＡＺＴＡＢ）、ポリオキシエチレンファミリーの界面活性剤、クエン酸ナトリウム、全フッ素置換アルキルサルフェート、添加物Ｋ、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、ホウ酸、ミリスチン酸、塩化コリン、クエン酸、酸化還元活性を有する任意のサーファクタント、導電性の任意のイオン溶液、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、乳化剤、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加物を少なくとも１つ用いる前記電解質混合物の構成をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
アニーリング、熱処理、減圧によるコンディショニング、エイジング、プラズマエッチング、グリットブラスト処理、ウェットエッチング、イオンミリング、可視光、ＵＶ、及びＸ線を含む、電磁放射線への曝露、ならびにそれらの組み合わせによる、前記電着コーティングを有する前記基材の処理をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
電着、無電解析出、表面機能化、電解重合、スプレーコーティング、ブラシコーティング、浸漬コーティング、電気泳動析出、フッ素ガスとの反応、プラズマ蒸着、ブラシめっき、化学蒸着、スパッタリング、物理蒸着、フッ素ガスの反応を介するパッシベーション、またはそれらの任意の組み合わせの１つまたは複数による、前記基材に対する追加コーティングのコーティングをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２８】
前記電着段階の間に、開路電位と、前記電解質混合物の気体形成が生じるよりも高い電位と、の間で切り替わる可変電圧による前記コーティングの電着をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２９】
前記電着段階の前に、前記基材に対するシード層の付着処理をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３０】
前記コーティングの前記電着段階の後に、前記電着コーティングとは異なる第２のコーティングの電着をさらに含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項３１】
少なくとも１つの金属または金属化合物と、マイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状と、を含むテクスチャ処理層を含む疎水性コーティングであって、前記複数の表面形状が、前記テクスチャ処理層における基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置し、前記テクスチャ処理層の前記複数の表面形状の間に空間が実質的に存在しない、前記疎水性コーティング。
【請求項３２】
前記複数の表面形状がそれぞれ、前記テクスチャ処理層において、より小さな形状を含むことで階層構造を与える、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項３３】
前記コーティングが、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格によって試験すると、９０度を超える水接触角を有する、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項３４】
前記コーティングが、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５（２０１１）ｅ２によって試験すると、３Ｂを超える鉛筆硬度レベルを有する、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項３５】
前記コーティングが、ＡＳＴＭ  Ｆ２４５２−０４−２０１２規格によって試験すると、プルオフ試験（テープ試験）における耐久性が少なくともレベル３に適合する、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項３６】
前記テクスチャ処理層の前記金属が、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、クロム、マンガン、銀、金、チタン、カドミウム、白金、他の遷移金属、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項３７】
前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物、金属フッ化物、他の金属化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項３８】
前記テクスチャ処理層が、金属または金属化合物とナノ粒子との複合材料を含む、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項３９】
前記金属が、亜鉛を含み、水接触角が、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格によって試験すると、少なくとも１５０度である、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項４０】
前記金属が、銅を含み、水接触角が、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格によって試験すると、少なくとも１５０度である、請求項３１に記載のコーティング。
【請求項４１】
電解質混合物と、
カソード及びアノードを備え、前記電解質混合物を受け入れるように構成され、前記カソードが基材を受け入れるか、または基材の一部となるように構成される電気化学セルと、
前記電解質混合物及び前記電気化学セルを使用することで前記基材に対してテクスチャ処理された疎水性コーティングを電着させることによって、前記金属または金属化合物とマイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状とを含むテクスチャ処理層を与えるための説明と、
を含むキットであって、
前記複数の個々の表面形状が、基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置することで、前記テクスチャ処理された疎水性コーティングの前記テクスチャの１つのテクスチャを与え、前記テクスチャ処理層の前記複数の表面形状の間に空間が実質的に存在しないことで、前記電着した疎水性コーティングに疎水性が与えられる、前記キット。
【請求項４２】
前記電解質混合物が、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、クロム、マンガン、銀、金、チタン、カドミウム、白金、他の遷移金属、及びそれらの組み合わせ、の塩を含む、請求項４１に記載のキット。
【請求項４３】
前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物、金属フッ化物、他の金属化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４１に記載のキット。
【請求項４４】
前記電解質混合物が、前記コーティングにおいて前記金属または前記金属化合物の複合材料を与えるための金属または金属化合物を含む、請求項４１に記載のキット。
【請求項４５】
前記電解質混合物が、前記電解質混合物が水中に置かれると負電荷を有する少なくとも１つのイオンを含み、前記負電荷を有する少なくとも１つのイオンが、臭化物（Ｂｒ−）、炭酸（ＣＯ３−）、炭酸水素（ＨＣＯ３−）、塩素酸（ＣｌＯ３−）、クロム酸（ＣｒＯ４−）、シアン化物（ＣＮ−）、二クロム酸（Ｃｒ２Ｏ７２−）、リン酸二水素（Ｈ２ＰＯ４−）、フッ化物（Ｆ−）、水素化物（Ｈ−）、リン酸水素（ＨＰＯ４２−）、硫酸水素または重硫酸（ＨＳＯ４−）、水酸化物（ＯＨ−）、ヨウ化物（Ｉ−）、窒化物（Ｎ３−）、硝酸（ＮＯ３−）、亜硝酸（ＮＯ２−）、酸化物（Ｏ２−）、過マンガン酸（ＭｎＯ４−）、過酸化物（Ｏ２２−）、リン酸（ＰＯ４３−）、硫化物（Ｓ２−）、チオシアン酸（ＳＣＮ−）、亜硫酸（ＳＯ３２−）、硫酸（ＳＯ４２−）、塩化物（Ｃｌ−）、ホウ化物（Ｂ３−）、ホウ酸（ＢＯ３３−）、二硫化物（Ｓ２２−）、ホスファニド（ＰＨ２−）、ホスファネジイド（ｐｈｏｓｐｈａｎｅｄｉｉｄｅ）（ＰＨ２−）、スーパーオキシド（Ｏ２−）、オゾニド（Ｏ３−）、三ヨウ化物（Ｉ３−）、二塩化物（Ｃｌ２−）、二炭化物（Ｃ２２−）、アジ化物（Ｎ３−）、五スズ化物（Ｓｎ５２−）、九鉛化物（Ｐｂ９４−）、アザニドまたはジヒドリド硝酸（ｄｉｈｙｄｒｉｄｏｎｉｔｒａｔｅ）（ＮＨ２−）、ゲルマニウム化物（ＧｅＨ３−）、スルファニド（ｓｕｌｆａｎｉｄｅ）（ＨＳ−）、スルファニヌイド（ｓｕｌｆａｎｕｉｄｅ）（Ｈ２Ｓ−）、次亜塩素酸（ＣｌＯ−）、ヘキサフルオリドリン酸（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）（［ＰＦ６］−）、テトラクロリド銅酸（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｏｃｕｐｒａｔｅ）（ＩＩ）（［ＣｕＣｌ４］２−）、テトラカルボニル鉄酸（ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｎｙｌｆｅｒｒａｔｅ）（［Ｆｅ（ＣＯ）４］２−）、水素（ノナデカオキシドヘキサモリブデン酸）（ＨＭｏ６Ｏ１９−）、テトラフルオロホウ酸（［ＢＦ４−］）、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（［ＮＴｆ２］−）、トリフルオロメタンスルホン酸（［ＴｆＯ］−）、ジシアナミド［Ｎ（ＣＮ）２］−、メチル硫酸［ＭｅＳＯ４］−、ジメチルリン酸［Ｍｅ２ＰＯ４］−、酢酸［ＭｅＣＯ２］−、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項４１に記載のキット。
【請求項４６】
前記電解質混合物が、チオ尿素、アセトン、エタノール、カドミウムイオン、塩化物イオン、ステアリン酸、エチレンジアミン二塩酸塩、サッカリン、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ドデシル硫酸ナトリウム、エチルバニリン、アンモニア、エチレンジアミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）、アゾベンゼンベースのサーファクタント（ＡＺＴＡＢ）、ポリオキシエチレンファミリーの界面活性剤、クエン酸ナトリウム、全フッ素置換アルキルサルフェート、添加物Ｋ、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、ホウ酸、ミリスチン酸、塩化コリン、クエン酸、酸化還元活性を有する任意のサーファクタント、導電性の任意のイオン溶液、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、乳化剤、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加物を少なくとも１つ含む、請求項４１に記載のキット。
【請求項４７】
電解質混合物と、
前記電解質混合物を使用することで前記基材に対してテクスチャ処理された疎水性コーティングを電着させることによって、前記金属または金属化合物とマイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状とを含むテクスチャ処理層を与えるための説明と、
を含むキットであって、
前記複数の個々の表面形状が、基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置することで、前記テクスチャ処理された疎水性コーティングの前記テクスチャの１つのテクスチャを与え、前記テクスチャ処理層の前記複数の表面形状の間に空間が実質的に存在しないことで、前記電着した疎水性コーティングに疎水性が与えられる、前記キット。
【請求項４８】
前記電解質混合物が、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、クロム、マンガン、銀、金、チタン、カドミウム、白金、他の遷移金属、またはそれらの組み合わせ、の塩を含む、請求項４７に記載のキット。
【請求項４９】
前記金属化合物が、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物、金属フッ化物、他の金属化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項４７に記載のキット。
【請求項５０】
前記電解質混合物が、前記コーティングにおいて前記金属または前記金属化合物の複合材料を与えるための金属または金属化合物を含む、請求項４７に記載のキット。
【請求項５１】
前記電解質混合物が、前記電解質混合物が水中に置かれると負電荷を有する少なくとも１つのイオンを含み、前記負電荷を有する少なくとも１つのイオンが、臭化物（Ｂｒ−）、炭酸（ＣＯ３−）、炭酸水素（ＨＣＯ３−）、塩素酸（ＣｌＯ３−）、クロム酸（ＣｒＯ４−）、シアン化物（ＣＮ−）、二クロム酸（Ｃｒ２Ｏ７２−）、リン酸二水素（Ｈ２ＰＯ４−）、フッ化物（Ｆ−）、水素化物（Ｈ−）、リン酸水素（ＨＰＯ４２−）、硫酸水素または重硫酸（ＨＳＯ４−）、水酸化物（ＯＨ−）、ヨウ化物（Ｉ−）、窒化物（Ｎ３−）、硝酸（ＮＯ３−）、亜硝酸（ＮＯ２−）、酸化物（Ｏ２−）、過マンガン酸（ＭｎＯ４−）、過酸化物（Ｏ２２−）、リン酸（ＰＯ４３−）、硫化物（Ｓ２−）、チオシアン酸（ＳＣＮ−）、亜硫酸（ＳＯ３２−）、硫酸（ＳＯ４２−）、塩化物（Ｃｌ−）、ホウ化物（Ｂ３−）、ホウ酸（ＢＯ３３−）、二硫化物（Ｓ２２−）、ホスファニド（ＰＨ２−）、ホスファネジイド（ｐｈｏｓｐｈａｎｅｄｉｉｄｅ）（ＰＨ２−）、スーパーオキシド（Ｏ２−）、オゾニド（Ｏ３−）、三ヨウ化物（Ｉ３−）、二塩化物（Ｃｌ２−）、二炭化物（Ｃ２２−）、アジ化物（Ｎ３−）、五スズ化物（Ｓｎ５２−）、九鉛化物（Ｐｂ９４−）、アザニドまたはジヒドリド硝酸（ｄｉｈｙｄｒｉｄｏｎｉｔｒａｔｅ）（ＮＨ２−）、ゲルマニウム化物（ＧｅＨ３−）、スルファニド（ｓｕｌｆａｎｉｄｅ）（ＨＳ−）、スルファニヌイド（ｓｕｌｆａｎｕｉｄｅ）（Ｈ２Ｓ−）、次亜塩素酸（ＣｌＯ−）、ヘキサフルオリドリン酸（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）（［ＰＦ６］−）、テトラクロリド銅酸（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｏｃｕｐｒａｔｅ）（ＩＩ）（［ＣｕＣｌ４］２−）、テトラカルボニル鉄酸（ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｎｙｌｆｅｒｒａｔｅ）（［Ｆｅ（ＣＯ）４］２−）、水素（ノナデカオキシドヘキサモリブデン酸）（ＨＭｏ６Ｏ１９−）、テトラフルオロホウ酸（［ＢＦ４−］）、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（［ＮＴｆ２］−）、トリフルオロメタンスルホン酸（［ＴｆＯ］−）、ジシアナミド［Ｎ（ＣＮ）２］−、メチル硫酸［ＭｅＳＯ４］−、ジメチルリン酸［Ｍｅ２ＰＯ４］−、酢酸［ＭｅＣＯ２］−、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、請求項４７に記載のキット。
【請求項５２】
前記電解質混合物が、チオ尿素、アセトン、エタノール、カドミウムイオン、塩化物イオン、ステアリン酸、エチレンジアミン二塩酸塩、サッカリン、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ドデシル硫酸ナトリウム、エチルバニリン、アンモニア、エチレンジアミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）、アゾベンゼンベースのサーファクタント（ＡＺＴＡＢ）、ポリオキシエチレンファミリーの界面活性剤、クエン酸ナトリウム、全フッ素置換アルキルサルフェート、添加物Ｋ、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、ホウ酸、ミリスチン酸、塩化コリン、クエン酸、酸化還元活性を有する任意のサーファクタント、導電性の任意のイオン溶液、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、乳化剤、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加物を少なくとも１つ含む、請求項４７に記載のキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
連邦政府による資金提供を受けた研究に関する記載
本発明は、全米科学財団中小企業技術革新研究プログラム（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ  Ｓｍａｌｌ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｐｒｏｇｒａｍ）によって付与された認可第１５１９６６４号の下、政府による支援を得てなされたものである。政府は、本発明に一定の権利を有する。
【０００２】
優先権の主張
本出願は、２０１５年１２月３０日出願の米国仮出願第６２／２７３，４０５号、及び２０１６年２月２４日出願の米国仮出願第６２／２９９，４８０号、及び２０１６年７月５日出願の米国仮出願第６２／３５８，５１３号に対する優先権及びそれらの利益を主張し、これらの文献のそれぞれの開示内容全体が、あらゆる目的を対象として参照によって本明細書に組み込まれる。
【０００３】
技術分野
本明細書に記載のある特定の構成は、コーティング、及びそこに施された１つまたは複数のコーティングを含み得る表面を対象とする。いくつかの例では、コーティングは、少なくとも２つの異なる表面平面内に位置することで疎水性を与える１つまたは複数の形状を含み得る１つまたは複数のテクスチャ処理層で構成することができる。
【背景技術】
【０００４】
背景
物品の多くは、その物品に何らかの機能的または美的な特徴を付与するために１つまたは複数の材料でコーティングが施される。コーティングは、非常に多くの方法で付着させることができる。
【発明の概要】
【０００５】
概要
１つの態様では、表面を備えた基材と、その表面の何らかの部分に施された疎水性コーティングと、を含む物品が提供される。いくつかの例では、コーティングは、少なくとも１つの金属または金属化合物と、マイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状と、を含むテクスチャ処理層を含む。例えば、複数の表面形状は、テクスチャ処理層における基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置するか、または位置し得る。いくつかの場合では、テクスチャ処理層の複数の表面形状の間に空間は実質的に存在しない。
【０００６】
いくつかの例では、複数の表面形状はそれぞれ、テクスチャ処理層において、より小さな形状を含むことで階層構造を与える。他の例では、テクスチャ処理層の金属は、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、クロム、マンガン、銀、金、チタン、カドミウム、白金、他の遷移金属、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。追加の例では、金属化合物は、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物（ｍｅｔａｌ  ｂｏｒｏｃａｒｂｉｄｅ）、金属フッ化物、他の金属化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの例では、テクスチャ処理層は、金属または金属化合物とナノ粒子との複合材料を含む。ある特定の実施形態では、ナノ粒子は、ＰＴＦＥ粒子、シリカ粒子、アルミナ粒子、炭化ケイ素、珪藻土、窒化ホウ素、酸化チタン、酸化白金、ダイヤモンド、スピノーダル分解したガラスのディファレンシャルエッチングに由来して形成される粒子、単層カーボンナノチューブ、混合ケイ素／チタン酸化物粒子（ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、チタンの内核／ケイ素の外表面）、セラミック粒子、サーモクロミック金属酸化物、多層カーボンナノチューブ、こうした粒子のいずれかが化学的または物理的に改変されたバージョン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。他の例では、物品は、テクスチャ処理層及び／または疎水性コーティングに対して施された１つまたは複数のコンフォーマルコーティング層を含む。例えば、コンフォーマルコーティング層は、窒化クロム（ＣｒＮ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン炭窒化物（ＴｉＣＮ）、窒化アルミニウムチタン（ＡｌＴｉＮ）、窒化アルミニウムチタンクロム（ＡｌＴｉＣｒＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、ニッケル、金、ＰｌａｓｍａＰｌｕｓ（登録商標）、Ｃｅｒａｂｌａｃｋ（商標）、クロム、フッ化ニッケル（ＮｉＦ２）、任意のニッケル複合材料、任意の有機材料もしくは無機−有機材料、またはそれらの組み合わせを１つまたは複数含む。いくつかの場合では、コンフォーマルコーティング層は、ニッケル複合材料を含み、ニッケル複合材料は、ＰＴＦＥ、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、珪藻土（ＤＥ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ）、グラファイト、他のナノ粒子、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される粒子と、ニッケルとの複合材料である。いくつかの実施形態では、コンフォーマルコーティング層は、有機材料または無機−有機材料を含み、有機材料または無機−有機材料は、パリレン、有機官能性シラン、フッ素化有機官能性シラン、フッ素化有機官能性シロキサン、有機官能性オリゴマーシロキサン、有機官能性樹脂、ハイブリッド型無機有機官能性樹脂、表面エネルギーが低い樹脂、有機官能性かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、ハイブリッド型無機有機官能性ＰＯＳＳ樹脂、フッ素化オリゴマーポリシロキサン、有機官能性オリゴマー���リシロキサン、ハイブリッド型無機有機官能性オリゴマーポリシロキサン、フッ素化有機官能性シリコーンコポリマー、有機官能性シリコーンポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンポリマー、有機官能性シリコーンコポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンコポリマー、フッ素化かご型シルセスキオキサン（ＦＰＯＳＳ）、不揮発性の直鎖もしくは分岐鎖のアルカン、アルケン、及びアルキン、直鎖もしくは分岐鎖のアルカンのエステル、直鎖もしくは分岐鎖のアルケンのエステル、及び直鎖もしくは分岐鎖のアルキンのエステル、全フッ素置換有機材料、シランカップリング剤であるＤｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）ＳＩＶＯ、他の同様の基、またはそれらの任意の組み合わせ、パリレン、有機官能性シラン、フッ素化アルキルシラン、フッ素化アルキルシロキサン、有機官能性樹脂、ハイブリッド型無機有機官能性樹脂、有機官能性かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、ハイブリッド型無機有機官能性ＰＯＳＳ樹脂、シリコーンポリマー、フッ素化オリゴマーポリシロキサン、有機官能性オリゴマーポリシロキサン、フッ素化有機官能性シリコーンコポリマー、有機官能性シリコーンポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンポリマー、有機官能性シリコーンコポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンコポリマー、フッ素化かご型シルセスキオキサン（ＦＰＯＳＳ）、Ｄｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）ＳＩＶＯ、他の同様の基、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。いくつかの例では、コーティングは、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格によって試験すると、９０度を超える水接触角を有し、例えば、少なくとも１５５度または少なくとも１６０度の水接触角を有する。他の例では、コーティングは、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５（２０１１）ｅ２規格によって試験すると、３Ｂを超える鉛筆硬度レベルを有する。いくつかの実施形態では、コーティングは、ＡＳＴＭ  Ｆ２４５２−０４−２０１２規格によって試験すると、プルオフ試験（テープ試験）における耐久性が少なくともレベル３に適合する。
【０００７】
他の例では、物品は、テクスチャ処理層に対して施された追加の層を含み、追加の層は、疎水性層の表面形状の内部に混ざり込む潤滑剤、ポリマーブレンド、ナノ粒子、またはそれらの任意の組み合わせ（ポリマーとナノ粒子との複合材料など）を含む。いくつかの場合では、追加の層は、ナノ粒子を含み、ナノ粒子は、表面エネルギーが低い材料であらかじめ処理されるか、または追加の層の化学ブレンドに表面エネルギーが低い材料が添加される。ナノ粒子の例には、限定はされないが、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、珪藻土（ＤＥ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。他の場合では、追加の層は、ナノ粒子を含み、ナノ粒子は、疎水性ヒュームドシリカ粒子、疎水性珪藻土（ＤＥ）粒子、疎水性焼成シリカ粒子、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される、セラミックベースの疎水性粒子を含む。追加の例では、追加の層は、ポリマーブレンドを含み、ポリマーブレンドは、有機ポリマー、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、コポリマー、ターポリマー、ブロックコポリマー、交互ブロックコポリマー、ランダムポリマー、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ランダムブロックコポリマー、グラフトコポリマー、星型ブロックコポリマー、デンドリマー、高分子電解質、両性高分子電解質（カチオン基とアニオン基との両方を反復して有する高分子電解質）、及びイオノマーを１つまたは複数含む。
【０００８】
いくつかの例では、基材は、パイプとして構成され、疎水性コーティングは、亜鉛を含む。他の例では、基材は、加熱装置として構成され、疎水性コーティングは、ニッケルを含む。追加の例では、基材は、ポリマー鋳型として構成され、疎水性コーティングは、亜鉛を含む。
【０００９】
別の態様では、基材に対するコーティングの生成方法は、テクスチャ処理された疎水性コーティングを与えるための、基材に対する金属または金属化合物の電着を含み、上記テクスチャ処理された疎水性コーティングは、金属または金属化合物と、マイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状と、を含むテクスチャ処理層を含み、複数の個々の表面形状は、テクスチャ処理層における基準ゼロ点を提供するための基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置し、テクスチャ処理層の複数の表面形状の間に空間は実質的に存在しない。
【００１０】
いくつかの例では、電着は、電解質混合物の提供と、電解質混合物におけるカソードの一部としての基材の設置と、電解質混合物におけるアノードの設置と、金属または金属化合物を含むテクスチャ処理層の、基材に対する電着と、を含み、電着段階の後の化学処理を全く伴わずにテクスチャ処理層に疎水性が与えられる。いくつかの例では、電着段階は、正電荷を有し、電流を流すことによって還元され、疎水性コーティング層を与えるために使用される物質を少なくとも１つ含む水性電解質混合物において実施される。例えば、方法は、臭化物（Ｂｒ−）、炭酸（ＣＯ３−）、炭酸水素（ＨＣＯ３−）、塩素酸（ＣｌＯ３−）、クロム酸（ＣｒＯ４−）、シアン化物（ＣＮ−）、二クロム酸（Ｃｒ２Ｏ７２−）、リン酸二水素（Ｈ２ＰＯ４−）、フッ化物（Ｆ−）、水素化物（Ｈ−）、リン酸水素（ＨＰＯ４２−）、硫酸水素または重硫酸（ＨＳＯ４−）、水酸化物（ＯＨ−）、ヨウ化物（Ｉ−）、窒化物（Ｎ３−）、硝酸（ＮＯ３−）、亜硝酸（ＮＯ２−）、酸化物（Ｏ２−）、過マンガン酸（ＭｎＯ４−）、過酸化物（Ｏ２２−）、リン酸（ＰＯ４３−）、硫化物（Ｓ２−）、チオシアン酸（ＳＣＮ−）、亜硫酸（ＳＯ３２−）、硫酸（ＳＯ４２−）、塩化物（Ｃｌ−）、ホウ化物（Ｂ３−）、ホウ酸（ＢＯ３３−）、二硫化物（Ｓ２２−）、ホスファニド（ＰＨ２−）、ホスファネジイド（ｐｈｏｓｐｈａｎｅｄｉｉｄｅ）（ＰＨ２−）、スーパーオキシド（Ｏ２−）、オゾニド（Ｏ３−）、三ヨウ化物（Ｉ３−）、二塩化物（Ｃｌ２−）、二炭化物（Ｃ２２−）、アジ化物（Ｎ３−）、五スズ化物（Ｓｎ５２−）、九鉛化物（Ｐｂ９４−）、アザニドまたはジヒドリド硝酸（ｄｉｈｙｄｒｉｄｏｎｉｔｒａｔｅ）（ＮＨ２−）、ゲルマニウム化物（ＧｅＨ３−）、スルファニド（ｓｕｌｆａｎｉｄｅ）（ＨＳ−）、スルファニヌイド（ｓｕｌｆａｎｕｉｄｅ）（Ｈ２Ｓ−）、次亜塩素酸（ＣｌＯ−）、ヘキサフルオリドリン酸（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）（［ＰＦ６］−）、テトラクロリド銅酸（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｏｃｕｐｒａｔｅ）（ＩＩ）（［ＣｕＣｌ４］２−）、テトラカルボニル鉄酸（ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｎｙｌｆｅｒｒａｔｅ）（［Ｆｅ（ＣＯ）４］２−）、水素（ノナデカオキシドヘキサモリブデン酸）（ＨＭｏ６Ｏ１９−）、テトラフルオロホウ酸（［ＢＦ４−］）、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（［ＮＴｆ２］−）、トリフルオロメタンスルホン酸（［ＴｆＯ］−）、ジシアナミド［Ｎ（ＣＮ）２］−、メチル硫酸［ＭｅＳＯ４］−、ジメチルリン酸［Ｍｅ２ＰＯ４］−、酢酸［ＭｅＣＯ２］−、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される負電荷を有するイオンを少なくとも１つ用いる電解質混合物の構成を含み得る。他の例では、方法は、チオ尿素、アセトン、エタノール、カドミウムイオン、塩化物イオン、ステアリン酸、エチレンジアミン二塩酸塩、サッカリン、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ドデシル硫酸ナトリウム、エチルバニリン、アンモニア、エチレンジアミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）、アゾベンゼンベースのサーファクタント（ＡＺＴＡＢ）、ポリオキシエチレンファミリーの界面活性剤、クエン酸ナトリウム、全フッ素置換アルキルサルフェート、添加物Ｋ、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、ホウ酸、ミリスチン酸、塩化コリン、クエン酸、酸化還元活性を有する任意のサーファクタント、導電性の任意のイオン溶液、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、乳化剤、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加物を少なくとも１つ用いる電解質混合物の構成を含み得る。
【００１１】
いくつかの例では、方法は、アニーリング、熱処理、減圧によるコンディショニング、エイジング、プラズマエッチング、グリットブラスト処理、ウェットエッチング、イオンミリング、可視光、ＵＶ、及びＸ線を含む、電磁放射線への曝露、ならびにそれらの組み合わせによる、電着コーティングを有する基材の処理を含み得る。他の例では、方法は、電着、無電解析出、表面機能化、電解重合、スプレーコーティング、ブラシコーティング、浸漬コーティング、電気泳動析出、フッ素ガスとの反応、プラズマ蒸着、ブラシめっき、化学蒸着、スパッタリング、物理蒸着、フッ素ガスの反応を介するパッシベーション、またはそれらの任意の組み合わせの１つまたは複数による、基材に対する追加コーティングのコーティングを含み得る。いくつかの例では、方法は、電着段階の間に、開路電位と、電解質混合物の気体形成が生じるよりも高い電位と、の間で切り替わる可変電圧によるコーティングの電着を含み得る。いくつかの場合では、方法は、電着段階の前に、基材に対するシード層の付着処理を含み得る。他の例では、方法は、コーティングの電着段階の後に、電着コーティングとは異なる第２のコーティングの電着を含み得る。
【００１２】
追加の態様では、疎水性コーティングは、少なくとも１つの金属または金属化合物を含むテクスチャ処理層と、マイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状と、を含み、複数の表面形状は、テクスチャ処理層における基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置し、テクスチャ処理層の複数の表面形状の間に空間は実質的に存在しない。
【００１３】
いくつかの実施形態では、複数の表面形状はそれぞれ、テクスチャ処理層において、より小さな形状を含むことで階層構造を与える。他の実施形態では、コーティングは、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格によって試験すると、９０度を超える水接触角を有し、例えば、少なくとも１５５度または少なくとも１６０度の水接触角を有する。他の例では、コーティングは、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５（２０１１）ｅ２によって試験すると、３Ｂを超える鉛筆硬度レベルを有する。いくつかの例では、コーティングは、ＡＳＴＭ  Ｆ２４５２−０４−２０１２規格によって試験すると、プルオフ試験（テープ試験）における耐久性が少なくともレベル３に適合する。ある特定の場合では、テクスチャ処理層の金属は、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、クロム、マンガン、銀、金、チタン、カドミウム、白金、他の遷移金属、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。他の例では、金属化合物は、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物、金属フッ化物、他の金属化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。追加の例では、テクスチャ処理層は、金属または金属化合物とナノ粒子との複合材料を含む。
【００１４】
ある特定の構成では、金属は、亜鉛を含み、水接触角は、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格によって試験すると、少なくとも１５０度であり、例えば、少なくとも１５５度または少なくとも１６０である。
【００１５】
他の構成では、金属は、銅を含み、水接触角は、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格によって試験すると、少なくとも１５０度であり、例えば、少なくとも１５５度または少なくとも１６０である。
【００１６】
別の態様では、キットは、電解質混合物と、カソード及びアノードを備え、電解質混合物を受け入れるように構成され、カソードが基材を受け入れるか、または基材の一部となるように構成される電気化学セルと、電解質混合物及び電気化学セルを使用することで基材に対してテクスチャ処理された疎水性コーティングを電着させることによって、金属または金属化合物とマイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状とを含むテクスチャ処理層を与えるための説明と、を含み、複数の個々の表面形状は、基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置することで、テクスチャ処理された疎水性コーティングのテクスチャの１つのテクスチャを与え、テクスチャ処理層の複数の表面形状の間に空間が実質的に存在しないことで、電着した疎水性コーティングに疎水性が与えられる。
【００１７】
いくつかの構成では、電解質混合物は、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、クロム、マンガン、銀、金、チタン、カドミウム、白金、他の遷移金属、及びそれらの組み合わせ、の塩を含む。他の場合では、金属化合物は、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物、金属フッ化物、他の金属化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、電解質混合物は、コーティングにおいて金属または金属化合物の複合材料を与えるための金属または金属化合物を含む。ある特定の例では、電解質混合物は、電解質混合物が水中に置かれると負電荷を有する少なくとも１つのイオンを含み、負電荷を有する少なくとも１つのイオンは、臭化物（Ｂｒ−）、炭酸（ＣＯ３−）、炭酸水素（ＨＣＯ３−）、塩素酸（ＣｌＯ３−）、クロム酸（ＣｒＯ４−）、シアン化物（ＣＮ−）、二クロム酸（Ｃｒ２Ｏ７２−）、リン酸二水素（Ｈ２ＰＯ４−）、フッ化物（Ｆ−）、水素化物（Ｈ−）、リン酸水素（ＨＰＯ４２−）、硫酸水素または重硫酸（ＨＳＯ４−）、水酸化物（ＯＨ−）、ヨウ化物（Ｉ−）、窒化物（Ｎ３−）、硝酸（ＮＯ３−）、亜硝酸（ＮＯ２−）、酸化物（Ｏ２−）、過マンガン酸（ＭｎＯ４−）、過酸化物（Ｏ２２−）、リン酸（ＰＯ４３−）、硫化物（Ｓ２−）、チオシアン酸（ＳＣＮ−）、亜硫酸（ＳＯ３２−）、硫酸（ＳＯ４２−）、塩化物（Ｃｌ−）、ホウ化物（Ｂ３−）、ホウ酸（ＢＯ３３−）、二硫化物（Ｓ２２−）、ホスファニド（ＰＨ２−）、ホスファネジイド（ｐｈｏｓｐｈａｎｅｄｉｉｄｅ）（ＰＨ２−）、スーパーオキシド（Ｏ２−）、オゾニド（Ｏ３−）、三ヨウ化物（Ｉ３−）、二塩化物（Ｃｌ２−）、二炭化物（Ｃ２２−）、アジ化物（Ｎ３−）、五スズ化物（Ｓｎ５２−）、九鉛化物（Ｐｂ９４−）、アザニドまたはジヒドリド硝酸（ｄｉｈｙｄｒｉｄｏｎｉｔｒａｔｅ）（ＮＨ２−）、ゲルマニウム化物（ＧｅＨ３−）、スルファニド（ｓｕｌｆａｎｉｄｅ）（ＨＳ−）、スルファニヌイド（ｓｕｌｆａｎｕｉｄｅ）（Ｈ２Ｓ−）、次亜塩素酸（ＣｌＯ−）、ヘキサフルオリドリン酸（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）（［ＰＦ６］−）、テトラクロリド銅酸（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｏｃｕｐｒａｔｅ）（ＩＩ）（［ＣｕＣｌ４］２−）、テトラカルボニル鉄酸（ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｎｙｌｆｅｒｒａｔｅ）（［Ｆｅ（ＣＯ）４］２−）、水素（ノナデカオキシドヘキサモリブデン酸）（ＨＭｏ６Ｏ１９−）、テトラフルオロホウ酸（［ＢＦ４−］）、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（［ＮＴｆ２］−）、トリフルオロメタンスルホン酸（［ＴｆＯ］−）、ジシアナミド［Ｎ（ＣＮ）２］−、メチル硫酸［ＭｅＳＯ４］−、ジメチルリン酸［Ｍｅ２ＰＯ４］−、酢酸［ＭｅＣＯ２］−、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。他の例では、電解質混合物は、チオ尿素、アセトン、エタノール、カドミウムイオン、塩化物イオン、ステアリン酸、エチレンジアミン二塩酸塩、サッカリン、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ドデシル硫酸ナトリウム、エチルバニリン、アンモニア、エチレンジアミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）、アゾベンゼンベースのサーファクタント（ＡＺＴＡＢ）、ポリオキシエチレンファミリーの界面活性剤、クエン酸ナトリウム、全フッ素置換アルキルサルフェート、添加物Ｋ、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、ホウ酸、ミリスチン酸、塩化コリン、クエン酸、酸化還元活性を有する任意のサーファクタント、導電性の任意のイオン溶液、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、乳化剤、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加物を少なくとも１つ含む。
【００１８】
追加の態様では、キットは、電解質混合物と、電解質混合物を使用することで基材に対してテクスチャ処理された疎水性コーティングを電着させることによって、金属または金属化合物とマイクロまたはナノの構造サイズ範囲を有する複数の個々の表面形状とを含むテクスチャ処理層を与えるための説明と、を含み、複数の個々の表面形状は、基準ゼロ点に対して異なる高さの異なる平面に位置することで、テクスチャ処理された疎水性コーティングのテクスチャの１つのテクスチャを与え、テクスチャ処理層の複数の表面形状の間に空間が実質的に存在しないことで、電着した疎水性コーティングに疎水性が与えられる。
【００１９】
ある特定の例では、電解質混合物は、ニッケル、銅、亜鉛、コバルト、クロム、マンガン、銀、金、チタン、カドミウム、白金、他の遷移金属、及びそれらの組み合わせ、の塩を含む。他の例では、金属化合物は、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物、金属フッ化物、他の金属化合物、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、電解質混合物は、コーティングにおいて金属または金属化合物の複合材料を与えるための金属または金属化合物を含む。いくつかの例では、電解質混合物は、電解質混合物が水中に置かれると負電荷を有する少なくとも１つのイオンを含み、負電荷を有する少なくとも１つのイオンは、臭化物（Ｂｒ−）、炭酸（ＣＯ３−）、炭酸水素（ＨＣＯ３−）、塩素酸（ＣｌＯ３−）、クロム酸（ＣｒＯ４−）、シアン化物（ＣＮ−）、二クロム酸（Ｃｒ２Ｏ７２−）、リン酸二水素（Ｈ２ＰＯ４−）、フッ化物（Ｆ−）、水素化物（Ｈ−）、リン酸水素（ＨＰＯ４２−）、硫酸水素または重硫酸（ＨＳＯ４−）、水酸化物（ＯＨ−）、ヨウ化物（Ｉ−）、窒化物（Ｎ３−）、硝酸（ＮＯ３−）、亜硝酸（ＮＯ２−）、酸化物（Ｏ２−）、過マンガン酸（ＭｎＯ４−）、過酸化物（Ｏ２２−）、リン酸（ＰＯ４３−）、硫化物（Ｓ２−）、チオシアン酸（ＳＣＮ−）、亜硫酸（ＳＯ３２−）、硫酸（ＳＯ４２−）、塩化物（Ｃｌ−）、ホウ化物（Ｂ３−）、ホウ酸（ＢＯ３３−）、二硫化物（Ｓ２２−）、ホスファニド（ＰＨ２−）、ホスファネジイド（ｐｈｏｓｐｈａｎｅｄｉｉｄｅ）（ＰＨ２−）、スーパーオキシド（Ｏ２−）、オゾニド（Ｏ３−）、三ヨウ化物（Ｉ３−）、二塩化物（Ｃｌ２−）、二炭化物（Ｃ２２−）、アジ化物（Ｎ３−）、五スズ化物（Ｓｎ５２−）、九鉛化物（Ｐｂ９４−）、アザニドまたはジヒドリド硝酸（ｄｉｈｙｄｒｉｄｏｎｉｔｒａｔｅ）（ＮＨ２−）、ゲルマニウム化物（ＧｅＨ３−）、スルファニド（ｓｕｌｆａｎｉｄｅ）（ＨＳ−）、スルファニヌイド（ｓｕｌｆａｎｕｉｄｅ）（Ｈ２Ｓ−）、次亜塩素酸（ＣｌＯ−）、ヘキサフルオリドリン酸（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）（［ＰＦ６］−）、テトラクロリド銅酸（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｏｃｕｐｒａｔｅ）（ＩＩ）（［ＣｕＣｌ４］２−）、テトラカルボニル鉄酸（ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｎｙｌｆｅｒｒａｔｅ）（［Ｆｅ（ＣＯ）４］２−）、水素（ノナデカオキシドヘキサモリブデン酸）（ＨＭｏ６Ｏ１９−）、テトラフルオロホウ酸（［ＢＦ４−］）、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（［ＮＴｆ２］−）、トリフルオロメタンスルホン酸（［ＴｆＯ］−）、ジシアナミド［Ｎ（ＣＮ）２］−、メチル硫酸［ＭｅＳＯ４］−、ジメチルリン酸［Ｍｅ２ＰＯ４］−、酢酸［ＭｅＣＯ２］−、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される。他の例では、電解質混合物は、チオ尿素、アセトン、エタノール、カドミウムイオン、塩化物イオン、ステアリン酸、エチレンジアミン二塩酸塩、サッカリン、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ドデシル硫酸ナトリウム、エチルバニリン、アンモニア、エチレンジアミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）、アゾベンゼンベースのサーファクタント（ＡＺＴＡＢ）、ポリオキシエチレンファミリーの界面活性剤、クエン酸ナトリウム、全フッ素置換アルキルサルフェート、添加物Ｋ、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、ホウ酸、ミリスチン酸、塩化コリン、クエン酸、酸化還元活性を有する任意のサーファクタント、導電性の任意のイオン溶液、湿潤剤、レベリング剤、消泡剤、乳化剤、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される添加物を少なくとも１つ含む。
【００２０】
追加の態様、実施形態、構成、及び実施例は、本明細書でさらに詳細に議論される。
図の簡単な説明
ある特定の実施形態及び構成が、図を参照して記載される：
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ある特定の表面形状を示すテクスチャ処理層が、図１ａでは、低倍率で示され、図１ｂでは、高倍率で示される。
【図２】図２ａ、図２ｂ、図２ｃ、図２ｄ、図２ｅ、図２ｆ、図２ｇ、図２ｈ、図２ｉ、図２ｊ、図２ｋ、図２ｌ、図２ｍ、図２ｎ、及び図２ｏは、最初の実施形態において、請求されるテクスチャ処理層の例を示す（図２ｏに示される顕微鏡写真を除き、スケールバーは、１０ミクロンに相当する）。
【図３】図３ａ、図３ｂ、及び図３ｃは、本開示の対象であるテクスチャ処理層のいくつかのＥＤＳの結果である。
【図４】図４ａ、図４ｂ、及び図４ｃは、水滴を示し、図４ａでは、テクスチャ処理されていないコーティングと接触した水滴が示され、図４ｂでは、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングと接触した水滴が示され、図４ｃでは、本開示の対象であるテクスチャ処理コーティング層と接触した水滴が示されており、テクスチャ処理されたコーティングと、テクスチャ処理されていないコーティングとは、同一の材料から構成されている。
【図５】図５ａ及び図５ｂは、水滴の模式図を示し、図５ａでは、テクスチャ処理された表面と接触させた水滴が模式図で示され、図５ｂでは、テクスチャ処理されていない表面と接触させた水滴が模式図で示される。
【図６】電着手法の段階を示す。
【図７】電着装置の図である。
【図８】図８ａは、成長する表面に形成されて間もない隆起部を示し、図８ｂは、より小さな隆起部の連続層の成長を示す。
【図９】特定の成長方向の制限と、表面テクスチャの形成と、に対する添加物の効果を示す。
【図１０】図１０ａは、基材の模式図であり、図１０ｂは、テクスチャ処理層の模式図であり、図１０ｃは、その下層の表面テクスチャにほぼ沿うように存在するコンフォーマル層の模式図である。
【図１１】図１１ａ及び図１１ｂは、８Ｈでの鉛筆硬度試験の前（図１１ａ）及び後（図１１ｂ）の超疎水性亜鉛コーティングの画像を示し、図１１ｃ〜１１ｄは、９Ｂでの鉛筆硬度試験の前（図１１ｃ）及び後（図１１ｄ）のＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングの画像を示し、図１１ｅは、超疎水性亜鉛コーティングの硬度を、ＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティング及びＴｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングと比較したグラフである。
【図１２】図１２ａ〜１２ｄは、２つの超疎水性コーティングに対して実施した鉛筆硬度試験前後の我々の超疎水性コーティングの画像であり、図１２ａ（試験前）及び図１２ｂ（試験後）では、５Ｈでの鉛筆硬度試験の画像が示され、図１２ｃ（試験前）及び図１２ｄ（試験後）では、９Ｈでの鉛筆硬度試験の画像が示される。
【図１３】図１３ａ及び図１３ｂは、超疎水性コーティング（図１３ａ）及びＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティング（図１３ｂ）に対するプルオフ（テープ）試験の結果を示す写真である。
【図１４】図１４ａ〜１４ｂは、負荷重量を５００ｇとして６０ｒｐｍの速度で５サイクル行うテーバー磨耗試験を実施する前（図１４ａ）及び実施した後（図１４ｂ）の超疎水性コーティングの１つを示し、図１４ｃ及び図１４ｄは、負荷重量を５００ｇとして６０ｒｐｍの速度で５サイクル行うテーバー磨耗試験を実施する前（図１４ｃ）及び実施した後（図１４ｄ）のＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングを示す。
【図１５】図１５ａ〜図１５ｂは、試験した超疎水性コーティングの１つ（図１５ａ）と、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティング（図１５ｂ）と、の上に乗った料理用油の液滴を示す。
【図１６】左の図は、巨視的な物体が、コーティングが施されていない表面のほぼ全体と接触していることを示す。右の図は、巨視的な物体が、コーティングが施された表面の一部のみと接触しており、コーティングが施された表面のその他の部分は、媒体と接触していることを示す。結果として、コーティングが施されていない表面（左）と比較すると、巨視的な物体とコーティングが施された表面との間の転移が防止されている。
【図１７】左の図は、マイクロ／ナノスケールの物体が、コーティングが施されていない表面と完全に接触していることを示す。右の図は、マイクロ／ナノスケールの物体の何らかの部分が媒体と接触しており、コーティングが施された表面とは接触していないことを示す。結果として、コーティングが施されていない表面（左）と比較して、マイクロ／ナノスケールの物体とテクスチャ処理表面との間の付着が弱まり得る。
【図１８】マイクロスケール及びナノスケールの物体が、局所的な形状の間に捕捉され得ることを示す図である。
【図１９】流体等に溶解したマイクロスケール及びナノスケールの物体、化学物質、及び／または反応物質の、流体から表面への転移が、表面の超撥水性のために低減されることを示す図である。
【図２０】平坦な表面形状を有するコーティングが施された表面（左）と比較して、湾曲した表面形状を有するコーティングが施された表面（右）への物体の付着傾向が低いことを示す図である。
【図２１】表面テクスチャの形状の間に高温で蒸気層が形成されることを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
詳細な説明
本明細書に記載のある特定の実施形態は、テクスチャ処理層を少なくとも１つ含むコーティングを対象とする。例えば、本明細書に記載の物品は、さまざまな形状を含み得るコーティングを１つまたは複数含み得る。いくつかの場合では、コーティングは、金属または金属化合物を含むテクスチャ処理層を少なくとも１つ含み得る。ある特定の構成では、テクスチャ処理層は、マイクロまたはナノのサイズ範囲を有する複数の表面形状を含む疎水性表面を与える。表面形状のサイズは、その特徴的な最大長に基づいて定義される。いくつかのテクスチャ処理層は、５〜１５マイクロメートルの範囲の表面形状を含む。他のものは、０．５〜１マイクロメートルの範囲の表面形状を含む。いくつかの例では、表面形状は、任意のゼロ参照点に対して異なる高さを有する少なくとも２つの異なる表面平面内に位置する。他の場合では、形状は、共に密に詰め込むことができ、その形状の全体サイズと比較して、隣接する形状との間の空間は、無視できるか、実質的に存在しないか、または存在しない。ある特定の例では、コーティングは、テクスチャ処理層の表面形状配置、組成、及び疎水性特徴に関して、下記の特徴の１つまたは複数を有するテクスチャ処理層を少なくとも１つ含み得る。
【００２３】
図１ａ及び図１ｂでは、ある特定の表面形状の配置についての特徴をいくつか示すテクスチャ処理層の電子顕微鏡写真が示される。本開示に示される顕微鏡写真は、亜鉛を含むテクスチャ処理層のＦＥＩ  Ｑｕａｎｔａ走査型電子顕微鏡写真を使用して取得したものである。テクスチャ処理層は、５〜１５マイクロメートルの範囲の複数の表面形状を含む。図１ａでは、こうした表面形状の２つが１及び２の参照番号によって印付けされている。マイクロまたはナノのサイズの形状は、マイクロまたはナノのサイズ範囲（例えば、数ナノメートル〜数百マイクロメートル）の寸法を少なくとも１つ有する形状として定義される。上に議論されるように、このサイズは、表面形状の特徴的な最大長を指す。例として、図１ａに示される表面形状は、ほぼ球形を有する。こうした球の最大直径が表面形状のサイズとして定義される。テクスチャ処理層の表面形状は、任意のゼロ点に対して異なる高さを有する少なくとも２つの異なる表面平面に位置することが望ましい。例として、図１ａの形状１及び形状２は、２つの異なる表面平面内に位置しており、それ故に、形状１は、形状２と比較して、観測者に対する距離が近い。さらに、図１ａの電子顕微鏡写真が示すように、同一または異なる表面平面においてそれぞれの表面形状は複数の他の形状に隣接して位置し得る。この例によって制限されるものではないが、形状のサイズと比較して、隣接する形状の間に存在する空間は無視できるものである。図１ａ〜ｂに示されるものなどの精巧な表面テクスチャを、他のマイクロ及びナノの製造手法を使用して生成することの実現可能性または費用効率の良さはこれまでに証明されていない。本明細書に記載の材料及び方法を使用すると、当該産業に現存する製造インフラを使用して複雑な表面テクスチャを製造するための安価な経路を実現することができる。
【００２４】
ここでは図２ａ〜ｏに関して、テクスチャ処理層の他の例が示される。こうしたテクスチャ処理層は、その製造に使用されたことのある異なる材料及び異なる工程から作られる。しかしながら、すべての層が、マイクロまたはナノのサイズ範囲の表面形状を複数含む。これらの図に示されるテクスチャ処理層のいくつかの表面形状は、規則的な幾何学形状に類似している。規則的な幾何学形状の質量は、その特徴的な寸法の整数乗（例えば、球については３乗）に直接比例する。例として、図２ｂ、図２ｅ、図２ｆ、図２ｉ、図２ｌ、図２ｈ、図２ｇ、図２ｊ、図２ｎ、及び図２ｍに示される表面形状はすべて、類似の球体構造を有している。しかしながら、こうした球のサイズ、球体形状のサイズ分布、及び球形を構成する小要素は、これらの図に示される表面テクスチャのそれぞれで異なる。これらの図に示される棒グラフは、１０ミクロンに相当する。図２ｂに示されるものなどの、こうしたテクスチャ処理層のいくつかは、直径５ミクロンの小さな球体形状を含む。対照的に、図２ｈに示されるものなどの、テクスチャ処理層のいくつかにおける球体形状のサイズは、最大で１５ミクロンにまで至る。規則的な表面形状を有する前述のテクスチャ処理層とは異なり、図２ａ、図２ｃ、図２ｄ、図２ｋ、及び図２ｏに示されるものなどの、その他のテクスチャ処理層のいくつかは、不規則な幾何学形状を有する表面形状を含む。こうした不規則な幾何学形状の質量は、その特徴的な寸法の分数乗に比例する。異なるテクスチャ処理層の不規則な表面形状は、異なる形及びサイズを有する。例として、図２ｃに示される表面形状は、フラクタル構造を有している一方で、図２ｏに示されるものは、星形構造を有している。図２ａ〜ｏに示されるテクスチャ処理層の中で、図２ｏに示されるものが最も小さな表面形状を有する。他のすべての図では、スケールバーが１０ミクロンに相当するのとは異なり、図２ｏのスケールバーは、２．５ミクロンに相当する。さらに、図２ａ〜ｏのテクスチャ処理層の中で、図２ｎに示されるもののみが切子面を有する表面形状を含む。このテクスチャ処理層の表面形状は、滑らかな平面を含み、それぞれの平面が特定の方向を向いている。その他のテクスチャ処理層はすべて、切子面を有さない表面形状を含み、その表面形状の構成要素は、特定の方向を示さない。
【００２５】
ある特定の例では、本明細書に記載のテクスチャ処理層は、金属または金属化合物を少なくとも１つ含み得る。使用することができる金属のいくつかの例には、限定はされないが、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛／ニッケル合金（Ｚｎ／Ｎｉ）、亜鉛／銅合金（Ｚｎ／Ｃｕ）、及び他の遷移金属、ならびにそれらの組み合わせが含まれる。金属化合物の例には、限定はされないが、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属水酸化物、金属炭窒化物、金属オキシ窒化物、金属ホウ化物、金属ホウ炭化物、金属フッ化物、他の金属化合物、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。テクスチャ処理層に金属または金属化合物が存在することを示すために、エネルギー分散型（ＥＤＳ）Ｘ線分析または任意の他の分析手法を使用することができる。例えば、図３ａ〜ｃは、開示のテクスチャ処理層の３つのＥＤＳ分析の結果を示す。ＥＤＳでは、被検査物から放出されるＸ線の数及びエネルギーが測定される。このエネルギーは、その被検査物における異なる種に特徴的なものである。したがって、ＥＤＳでは、測定されることになる被検査物の元素組成を明らかにすることが可能である。図３ａ〜ｃの縦軸は、異なる種に由来するＸ線放出の数である。図３ａ〜ｃのＥＤＳの結果は、それぞれのテクスチャ処理層が金属または金属化合物を少なくとも１つ含むことを裏付けるものである。図３ａに対応するテクスチャ処理層は、亜鉛及びクロムという２つの金属種を含み、図３ｂに対応するものは、ニッケルを含み、最後の図３ｃのものは、亜鉛を含む。
【００２６】
ある特定の構成では、本明細書に記載のテクスチャ処理層は、追加の化学処理を全く伴わずに疎水性の特徴を与え得る。ある特定の物理的処理を実施することでテクスチャ処理層を疎水性にし得ることは特筆に値することである。例えば、本明細書に記載のコーティングを使用すると、望ましくは、９０°を超える水接触角が得られる。さらに、超疎水性コーティングは、１５０°を超える水接触角を与えるコーティングとして定義される。水接触角は、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格に基づく接触角測定機器を使用して測定することができる。この角度は、通常、水と空気との界面を固体表面に接触させて、液滴を介して測定される。接触角データを得るためにＫｒｕｓｓ−５８２システムを使用することができる。図４ｃに示される水滴は、図１ａに示されるテクスチャ処理層と接触した水滴を代表するものである。このテクスチャ処理層の水接触角（ＷＣＡ）を測定したところ、約１６４°±２．６４°であった。図４ｃに示されるコーティングは、そのＷＣＡが１５０°を超えることから、超疎水性であると考えられる。このコーティングのＷＣＡは、同一の材料から構成される非テクスチャ処理コーティング及びＴｅｆｌｏｎ（登録商標）（それぞれ図４ａ及び図４ｂに示される）についてのＷＣＡである７５°及び１０９．２°と比較することができる。こうした結果は、適切な表面テクスチャが、本質的に親水性の材料のＷＣＡ値を、例えば、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングなどの、当該産業において最も一般的に使用される非付着コーティングのものを超える値に高めることができると示すことに他ならない。ある特定の例では、本明細書に記載のコーティングの正確な特性は、存在する材料、及びコーティングの生成に使用される方法に応じて変わり得る。
【００２７】
いかなる特定の理論によっても制限されるものではないが、表面の疎水特性に対するテクスチャの効果は、例えば、図５ａのテクスチャ処理表面と接触させた水滴の模式図によって説明することができる。図５ａの挿入図に示されるように、マイクロスケール及びナノスケールの構造の間の空間に空気が捕捉され、その空気によって、表面が濡れることが防がれる。空気は絶対的に疎水性の材料であるため、このように空気が捕捉される結果として表面の疎水特性が増進し、図５ａ示される大きな接触角（θ１）が形成される。この挙動は、図５ｂの模式図に示されるテクスチャ処理されていない表面との水滴の相互作用と比較することができる。図５ｂの挿入図で観測されるように、水滴は表面を完全に濡らしている。さらに、テクスチャ処理されていない表面では、図５ａに示されるものと比較して小さな接触角が形成される（θ２＜θ１）。本明細書に記載の材料及び工程を使用することによって、マイクロ及びナノの構造を共に詰め込み、その結果、密に詰め込まれた構造の間に空気が捕捉されることで、コーティングの疎水性をさらに増進させることができる。
【００２８】
別の実施形態では、基材に対してコーティングを施す工程は、図６に示される段階を含む電着手法を１つまたは複数含み得る。電着手法では、例えば、疎水性などの、本明細書に記載の特徴もしくは形状のいくつかもしくはすべてを含み、及び／または大きな水接触角を有するテクスチャ処理されたコーティングが形成されることが望ましい。図６に示されるように、電着手法は下記の段階を含み得る：段階６２０での電解質混合物の提供。この混合物の可能な組成は、本開示で後に議論される；段階６３０では、基材の洗浄または活性化及びその基材の電解質混合物における設置を実施することができる。段階６１０でアノードを提供し、コーティングを付着させるために使用することができる。本開示は、基材の型、または洗浄工程もしくは活性化工程の方法の型によって制限されない。基材に関する追加の情報は、本開示で後に提供される。限定はされないが、ピクリング、酸洗浄、鹸化、蒸気脱脂、及びアルカリ洗浄を含む、異なる洗浄工程を基材の洗浄に使用してよい。活性化工程は、限定はされないが、酸洗浄またはピクリングによる不活性化酸化物の除去、及びシード層の触媒的な付着を含み得る；アノードの提供。この場合も同様に、本開示は、アノードの形及び材料に限定されない。アノードに関する追加の情報は、後に提供される；望まれるのであれば、段階６４０で、任意選択の中間層の付着処理を実施することができる；段階６５０では、浴槽において工程条件を適用することによって開示のテクスチャ処理層の付着処理を実施することができる。こうした条件の範囲は、後に議論されることになる。基材は、浴槽６６０から取り出すことができ、段階６７０で、任意選択の追加工程を実施することができる。こうした工程は、異なる物理的処理または化学的処理を含み得、本明細書でさらに詳細に議論されることになる。
【００２９】
ある特定の例として、図７は、使用することができる電着機器／システムの図を示す。システム７００は、電解質７１０、負極７２０またはカソード７２０、及び正極７３０またはアノード７３０という３つの主要構成要素を含む。基材は、カソード７２０の一部となり得る。カソード７２０とアノード７３０とは両方共、電解質混合物７１０に設置することができる。電気が流れると、溶液７１０において基材は負電荷を有するようになり、正電荷を有する物質を誘引する。得られるコーティング特性を制御または増進するために、電気めっき工程において、一定、多段階、または可変の電圧または電流を適用することができる。電気を流す結果として、正電荷を有する物質は基材上で還元または中和され、テクスチャ処理層を与える。非限定例として、−１Ｖ〜−１０Ｖの範囲で一定電圧を印加することができる。別の非限定例として、−０．０１〜−０．１ｍＡ／ｃｍ２の範囲で一定電流を流すことができる。他の非限定例は、電着工程の間に、開路電位と、気体形成が開始するよりも高い電圧と、の間で交互変動するか、または切り替わる可変電圧の印加である。電解質７１０は、異なる構成成分の水性混合物である。こうした構成成分の少なくとも１つは、電圧または電流の適用によって還元され、負極に付着する、正電荷を有する物質であり得る。この付着は、テクスチャ処理されたコーティング層を少なくとも部分的には形成する。電解質７１０の他の構成成分もまた、電着工程の間にテクスチャ処理層の構造に捕捉され得る。電着工程は、２５〜９５℃の範囲の温度で実施してよい。さらに、電着は、撹拌速度を０〜８００ｒｐｍとし、非撹拌条件下または撹拌条件下で実施してよい。
【００３０】
正電荷を有する物質に加えて、電解質７１０は、他の化合物からなるものであり得、こうした他の化合物には、限定はされないが、電解質の導電率を増進するための、負電荷を有する物質などのイオン性化合物、電解質のｐＨを安定化するための緩衝化合物、及び異なる添加物が含まれる。負電荷を有する物質の例には、限定はされないが、臭化物（Ｂｒ−）、炭酸（ＣＯ３−）、炭酸水素（ＨＣＯ３−）、塩素酸（ＣｌＯ３−）、クロム酸（ＣｒＯ４−）、シアン化物（ＣＮ−）、二クロム酸（Ｃｒ２Ｏ７２−）、リン酸二水素（Ｈ２ＰＯ４−）、フッ化物（Ｆ−）、水素化物（Ｈ−）、リン酸水素（ＨＰＯ４２−）、硫酸水素もしくは重硫酸（ＨＳＯ４−）、水酸化物（ＯＨ−）、ヨウ化物（Ｉ−）、窒化物（Ｎ３−）、硝酸（ＮＯ３−）、亜硝酸（ＮＯ２−）、酸化物（Ｏ２−）、過マンガン酸（ＭｎＯ４−）、過酸化物（Ｏ２２−）、リン酸（ＰＯ４３−）、硫化物（Ｓ２−）、チオシアン酸（ＳＣＮ−）、亜硫酸（ＳＯ３２−）、硫酸（ＳＯ４２−）、塩化物（Ｃｌ−）、ホウ化物（Ｂ３−）、ホウ酸（ＢＯ３３−）、二硫化物（Ｓ２２−）、ホスファニド（ＰＨ２−）、ホスファネジイド（ｐｈｏｓｐｈａｎｅｄｉｉｄｅ）（ＰＨ２−）、スーパーオキシド（Ｏ２−）、オゾニド（Ｏ３−）、三ヨウ化物（Ｉ３−）、二塩化物（Ｃｌ２−）、二炭化物（Ｃ２２−）、アジ化物（Ｎ３−）、五スズ化物（Ｓｎ５２−）、九鉛化物（Ｐｂ９４−）、アザニドもしくはジヒドリド硝酸（ｄｉｈｙｄｒｉｄｏｎｉｔｒａｔｅ）（ＮＨ２−）、ゲルマニウム化物（ＧｅＨ３−）、スルファニド（ｓｕｌｆａｎｉｄｅ）（ＨＳ−）、スルファニヌイド（ｓｕｌｆａｎｕｉｄｅ）（Ｈ２Ｓ−）、次亜塩素酸（ＣｌＯ−）、ヘキサフルオリドリン酸（ｈｅｘａｆｌｕｏｒｉｄｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）（［ＰＦ６］−）、テトラクロリド銅酸（ｔｅｔｒａｃｈｌｏｒｉｄｏｃｕｐｒａｔｅ）（ＩＩ）（［ＣｕＣｌ４］２−）、テトラカルボニル鉄酸（ｔｅｔｒａｃａｒｂｏｎｙｌｆｅｒｒａｔｅ）（［Ｆｅ（ＣＯ）４］２−）、水素（ノナデカオキシドヘキサモリブデン酸）（ＨＭｏ６Ｏ１９−）、テトラフルオロホウ酸（［ＢＦ４−］）、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（［ＮＴｆ２］−）、トリフルオロメタンスルホン酸（［ＴｆＯ］−）、ジシアナミド［Ｎ（ＣＮ）２］−、メチル硫酸［ＭｅＳＯ４］−、ジメチルリン酸［Ｍｅ２ＰＯ４］−、酢酸［ＭｅＣＯ２］−、他の同様の基、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【００３１】
正電荷を有する物質及び負電荷を有する物質に加えて、電解質７１０は、１つまたはいくつかの添加物も含み得る。添加物の例示的な例には、限定はされないが、チオ尿素、アセトン、エタノール、カドミウムイオン、塩化物イオン、ステアリン酸、エチレンジアミン二塩酸塩、サッカリン、臭化セチルトリメチルアンモニウム（ＣＴＡＢ）、ドデシル硫酸ナトリウム、エチルバニリン、アンモニア、エチレンジアミン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビス（３−スルホプロピル）ジスルフィド（ＳＰＳ）、ヤヌスグリーンＢ（ＪＧＢ）、アゾベンゼンベースのサーファクタント（ＡＺＴＡＢ）、ポリオキシエチレンファミリーの界面活性剤、クエン酸ナトリウム、全フッ素置換アルキルサルフェート、添加物Ｋ、塩化カルシウム、塩化アンモニウム、塩化カリウム、ホウ酸、ミリスチン酸、塩化コリン、クエン酸、酸化還元活性を有する任意のサーファクタント、導電性の任意のイオン溶液、任意の湿潤剤、任意のレベリング剤、任意の消泡剤、任意の乳化剤、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。湿潤剤の例には、限定はされないが、ポリグリコールエーテル、ポリグリコールアルコール、スルホン化オレイン酸誘導体、第一級アルコールのサルフェート形態、アルキルスルホネート、アルキルサルフェートアラルキルスルホネート、サルフェート、パーフルオロ−アルキルスルホネート、酸アルキル及びアラルキル−リン酸エステル、アルキルポリグリコールエーテル、アルキルポリグリコールリン酸のエステルもしくはその塩、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。レベリング剤の例には、限定はされないが、Ｎを含有し、任意選択で置換され、及び／または四級化されたポリマーが含まれ、こうしたものは、ポリエチレンイミン及びその誘導体、ポリグリシン、ポリ（アリルアミン）、ポリアニリン（スルホン化）、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、ポリ尿素、ポリアクリルアミド、ポリ（メラミン−コ−ホルムアルデヒド）、ポリアルカノールアミン、ポリアミノアミド及びその誘導体、ポリアルカノールアミン及びその誘導体、ポリエチレンイミン及びその誘導体、四級化されたポリエチレンイミン、ポリ（アリルアミン）、ポリアニリン、ポリ尿素、ポリアクリルアミド、ポリ（メラミン−コ−ホルムアルデヒド）、アミンとエピクロロヒドリンとの反応産物、アミン、エピクロロヒドリン、及びポリアルキレンオキシドの反応産物、アミンとポリエポキシドとの反応産物、ポリビニルピリジン、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルピロリドン、もしくはそれらのコポリマー、ニグロシン、ペンタメチル−パラ−ロザニリン、またはそれらの任意の組み合わせなどである。消泡剤の例には、限定はされないが、脂肪、油、長鎖化したアルコールもしくはグリコール、アルキルホスフェート、金属セッケン、特殊なシリコーン消泡剤、パーフルオロアルキルで修飾された市販の炭化水素消泡剤及びパーフルオロアルキルで置換された市販のシリコーン、完全フッ素化アルキルホスホネート、パーフルオロアルキルで置換されたリン酸エステル、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。乳化剤の例には、限定はされないが、アルキル三級ヘテロ環式アミン及びアルキルイミダゾリニウム塩などのカチオンベースの物質、アルキルイミダゾリンカルボキシレートなどの両性ベースの物質、ならびに脂肪族アルコールとエチレンオキシドとの縮合物、ソルビタンアルキルエステルとエチレンオキシドとの縮合物、及びアルキルフェノールとエチレンオキシドとの縮合物などの非イオンベースの物質が含まれる。
【００３２】
いくつかの場合では、電解質混合物は、限定はされないが、無機酸、アンモニウム塩基、ホスホニウム塩基、またはそれらの任意の組み合わせを含む群から選択されるｐＨ調製剤も含み得る。電解質混合物のｐＨは、こうしたｐＨ調製剤を使用すると、３〜１０の範囲内の値に調整することができる。電解質は、テクスチャ処理層に捕捉され得るナノ粒子も含み得る。ナノ粒子の例には、限定はされないが、ＰＴＦＥ粒子、シリカ（ＳｉＯ２）粒子、アルミナ粒子（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、珪藻土（ＤＥ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、ダイヤモンド、スピノーダル分解したガラスのディファレンシャルエッチングに由来して形成される粒子、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、酸化白金（ＰｔＯ２）、他のナノ粒子、こうした粒子のいずれかが化学的もしくは物理的に改変されたバージョン、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【００３３】
非限定例として、テクスチャ処理された銅層は、Ｃｕ２＋、ＳＯ４２−、Ｈ＋、他の荷電物質、または添加物を含む水性溶液から電着させることができる。別の非限定例として、テクスチャ処理された亜鉛層は、Ｚｎ２＋、Ｃｌ−、ＢＯ３３−、Ｈ＋、Ｋ＋、他の荷電物質、または添加物を含む水性溶液から電着させることができる。
【００３４】
ある特定の例では、コーティングの基材または基礎物品は、カソード７２０の一部となり得る。図７では、基材は、平板として模式的に示されるが、基材は、異なる形を有し得る。例として、基材は、チューブの一部、または任意の規則的もしくは不規則的な幾何学形状を有する物体の一部であり得る。基材は、金属、合金、プラスチック、複合材料、及びセラミックを含む、電気めっきされ得る任意の材料から構成することができる。中間層は、基材と電着コーティングとの間に適用することができる。基材は、導電性または非導電性であり得る。しかしながら、非導電性基材については、中間活性化層またはシード層を電着工程の前に適用してよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、図７に示されるものなどの、２電極の電着工程において、アノード７３０は、電圧の基準である。電圧基準として第３の電極を提供することも可能である。図７では、アノード７３０は、平板として模式的に示されるが、アノード７３０は、異なる形を有し得る。例として、アノード７３０は、パレット、メッシュ、棒、シリンダーの形を有し得るか、または任意の規則的もしくは不規則的な幾何学形状を有する物体の一部であり得る。電着工程の間、アノード７３０は、電解質において徐々に溶解し、正電荷を有するイオンの補給に寄与し得る。非限定例として、亜鉛板及びニッケル板を、それぞれ亜鉛の電着工程及びニッケルの電着工程において使用することができる。白金またはチタンから構成されるものなどの、いくつかのアノードは、電着工程の間、未変化のまま残存する。
【００３６】
いかなる特定の理論によっても制限されるものではないが、ある特定の例では、電着による表面テクスチャの形成は、下記の非限定の説明から理解することができる。電気めっき工程は、核生成及び成長の機構に基づいている。核生成及び成長の過程の間、不均一条件では、成長する材料層の表面にテクスチャが形成され得る。成長の条件が均一ではないとき、表面の異なる位置の成長速度は異なるものとなる。成長が速く、ピークを形成する位置もあれば、成長が遅く、谷となる位置もある。異なって得られるこうした形状がこのように存在することで、基材に表面テクスチャが与えられる。電気めっきでは、核生成及び成長の過程における不均一性のレベルを制御するために、電圧、浴槽組成、撹拌、及び浴槽温度などの、異なるパラメータを調整することができ、それ故に、こうした異なるパラメータによって、異なる表面テクスチャを生成することができる。いくつかの場合では、電気めっき条件は、テクスチャ表面の形成を促進するために、表面コーティングが形成される間に変更することができる。付着表面テクスチャに対する工程パラメータの効果は、電圧及び浴槽組成の効果に対する下記の非限定の説明によって、より理解することができる。いくつかの例では、テクスチャ処理表面の形成を促進するために、コーティングの間に印加電圧を制御または調整することができる。印加電圧の効果は、Ｍｕｌｌｉｎｓ−Ｓｅｋｅｒｋａの不安定性モデル（例えば、Ｍｕｌｌｉｎｓ  ａｎｄ  Ｓｅｋｅｒｋａ，Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，Ｖｏｌｕｍｅ  ３５，Ｉｓｓｕｅ  ２（２００４）を参照のこと）などの、不安定成長理論によって説明することができる。こうした理論に基づくと、拡散物質移動は、表面の任意の隆起部の成長を支持し、成長する表面の形態学的な不安定性またはテクスチャを増進する。表面テクスチャの形成及び増進に対する拡散物質移動の効果は、図８ａを参照して説明することができる。この図は、成長する表面に形成されて間もない隆起部を示す。この隆起部は、拡散層の厚さと比較して高さが低く、拡散層内に完全に収まっている（ｈ＜δ）。この隆起部の先端部は、球状拡散状況下に入っている一方で、表面の他の部分は、依然として線形拡散状況下にある。球状拡散の速度は、線形拡散の速度と比較して速いため、隆起部は、表面のその他の部分と比較して速く成長する。図８ｂに示されるように、隆起部が十分大きくなると、その最上部で、より小さな隆起部が成長する。こうしたより小さな隆起部の先端部の拡散は、最初の隆起部と比較して速い。この不規則な成長は、より小さな隆起部の連続層を他に生じさせることができ、その結果、階層構造が形成され得る。印加電圧を制御することによって、表面テクスチャのための所望の成長速度及び効果を達成することができる。
【００３７】
ある特定の構成では、印加電圧と同様に、電解質に対する異なる種の濃度もまた、浴槽における拡散物質移動のレベルに影響し得るものであり、それ故に、付着表面テクスチャに対する効果を有し得る。この効果に加えて、浴槽組成は、付着表面テクスチャに対して他の興味深い効果を有し得、この効果は、添加物効果と呼ばれる。添加物効果は、不均一な成長条件の創出、及びその後の表面テクスチャ形成に対する化学試薬の効果を指す。異なる化学試薬は、異なる機構を経ることで不均一な成長条件を促進する。こうした機構の１つが図９に示される。この機構では、添加物試薬は、特定の方向の結晶成長を制限し、その結果、不均一な成長過程及びテクスチャ形成が生じる。例えば、図９に示される添加物は、水平方向の成長過程を制限し、その結果、円錐構造が形成される。この型の添加物試薬は、結晶改良剤（ｃｒｙｓｔａｌ  ｍｏｄｉｆｉｅｒ）と呼ばれる。結晶改良剤は、金属粒子の異なる結晶面の成長速度を、吸脱着を介してこうした面と相互作用することによって、動力学的に制御する。配位試薬は、不均一な成長条件を促進し、表面テクスチャを形成することができる別の群の添加物である。こうした添加物は、金属イオンのいくつかと錯体を形成する。その他のイオンは、溶液中で遊離のままで存在する。２つの異なる型の金属イオン（遊離イオン、及び錯体形成に関与するイオン）が存在する結果として、不均一な成長条件が生じ、テクスチャ形成を促進することができる。
【００３８】
ある特定の例では、本明細書に記載のコーティングの正確な属性及び特性は、存在する特定の材料、使用されるコーティング条件等に応じて変わり得る。いくつかの例では、コーティングのテクスチャ処理層の表面形状は、階層構造を示し得る。階層構造は、それぞれの表面形状が、より小さな形状を含む状態を指す。図１ａ〜ｂに示されるテクスチャ処理層は、階層構造の例である。例えば、この階層構造を構成する小さな形状は、表面形状の１つの高倍率顕微鏡写真で図１ｂに示されるものである。階層構造における表面形状のサイズは、その構成形状と比較して少なくとも２倍大きいことが望ましくあり得る。予測例として、第２の形状サイズが１ミクロンであるとき、第１の形状サイズは１０ミクロンであり得る。この説明に基づくと、図２ａ〜ｍ及び図２ｏに示されるテクスチャ処理層はすべて、階層構造と称すことができる。対照的に、図２ｎの表面形状は、より小さな形状を含んでおらず、それ故に、この図に示されるテクスチャ処理層は、階層構造とは考えられない。
【００３９】
ある特定の場合では、テクスチャ処理層は、金属または金属化合物と、ナノ粒子との複合材料を含み得る。ナノ粒子は、ＰＴＦＥ粒子、シリカ（ＳｉＯ２）粒子、アルミナ粒子（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、珪藻土（ＤＥ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化白金（ＰｔＯ２）、ダイヤモンド、スピノーダル分解したガラスのディファレンシャルエッチングに由来して形成される粒子、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、混合ケイ素／チタン酸化物粒子（ＴｉＯ２／ＳｉＯ２、チタンの内核／ケイ素の外表面）、セラミック粒子、サーモクロミック金属酸化物、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、こうした粒子のいずれかが化学的または物理的に改変されたバージョン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択することができる。
【００４０】
ある特定の構成では、テクスチャ処理層に加えて、コーティングは、他の層も含み得る。それぞれのコーティング層は、その組成が異なることによってその上層及び下層とは区別することができる。２つの隣接層は、異なる界面または不明瞭な界面を有する可能性がある。複数層コーティングの２つの例が以下に議論される。最初の例では、１つまたは複数のコンフォーマルコーティング層がテクスチャ処理層の上に存在する状態が記載される。コンフォーマル層は、その下層の表面テクスチャにほぼ沿うように存在するコーティング層として定義される（図１０ａ、図１０ｂ、及び図１０ｃを参照のこと）。コンフォーマルコーティング層は、窒化クロム（ＣｒＮ）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒化チタン（ＴｉＮ）、チタン炭窒化物（ＴｉＣＮ）、窒化アルミニウムチタン（ＡｌＴｉＮ）、窒化アルミニウムチタンクロム（ＡｌＴｉＣｒＮ）、窒化ジルコニウム（ＺｒＮ）、ニッケル、金、ＰｌａｓｍａＰｌｕｓ（登録商標）、Ｃｅｒａｂｌａｃｋ（商標）、クロム、フッ化ニッケル（ＮｉＦ２）、任意のニッケル複合材料、任意の有機材料または無機−有機材料、及びそれらの組み合わせを１つまたは複数含み得る。コンフォーマルコーティングとしての使用に適したニッケル複合材料の例には、限定はされないが、ＰＴＦＥ、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、珪藻土（ＤＥ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ）、グラファイト、他のナノ粒子、またはそれらの任意の組み合わせからなる群から選択される異なる粒子と、ニッケルとの複合材料が含まれる。コンフォーマルコーティングとしての使用に適した有機材料または無機−有機材料の例には、限定はされないが、パリレン、有機官能性シラン、フッ素化アルキルシラン、フッ素化アルキルシロキサン、有機官能性樹脂、ハイブリッド型無機有機官能性樹脂、有機官能性かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、ハイブリッド型無機有機官能性ＰＯＳＳ樹脂、シリコーンポリマー、フッ素化オリゴマーポリシロキサン、有機官能性オリゴマーポリシロキサン、フッ素化有機官能性シリコーンコポリマー、有機官能性シリコーンポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンポリマー、有機官能性シリコーンコポリマー、ハイブリッド型無機有機官能性シリコーンコポリマー、フッ素化かご型シルセスキオキサン（ＦＰＯＳＳ）、Ｄｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）ＳＩＶＯ、他の同様の基、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【００４１】
いくつかの場合では、有機官能性シランは、反応性有機基の官能性と無機官能性とを単一の分子において組み合わせる化合物の一群である。この特殊な特性によって、有機ポリマーと無機材料との間を架橋する分子として有機官能性シランを使用することが可能となる。シラン系の有機部分は、アミノ、ベンジルアミノ、ベンジル、クロロ、フッ素化アルキル／アリール、ジスルフィド、エポキシ、エポキシ／メラミン、メルカプト、メタクリレート、テトラスルフィド、ウレイド、ビニル、ビニル−ベンジル−アミノ、及びそれらの任意の組み合わせからなる異なる官能性を用いて最適化することができる。こうした基のいずれを使用することもできるが、下記の基を適用することがより一般的である：アミノ、クロロ、フッ素化アルキル／アリール、ビニル、及びビニル−ベンジル−アミノ。アミノシラン系の例は、ｎ−（３−アクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、ｎ−（ｎ−アセチルロイシル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（ｎ−アリルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、４−アミノブチルトリエトキシシラン、４−アミノ−３，３−ジメチルブチルメチルジメトキシシラン、４−アミノ−３，３−ジメチルブチルトリメトキシシラン、アミノネオヘキシルトリメトキシシラン、１−アミノ−２−（ジメチルエトキシシリル）プロパン、ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノイソブチルジメチルメトキシシラン、ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノイソブチルメチルジメトキシシラン、（アミノエチルアミノメチル）フェネチルトリメトキシシラン、ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン−プロピルトリメトキシシラン、オリゴマー共加水分解産物、ｎ−（２−アミノエチル）−２，２，４−トリメチル−１−アザ−２−シラシクロペンタン、ｎ−（６−アミノヘキシル）アミノメチルトリエトキシシラン、ｎ−（２−アミノエチル）−１１−アミノウンデシルトリメトキシシラン、３−（ｍ−アミノフェノキシ）プロピルトリメトキシシラン、ｍ−アミノフェニルトリメトキシシラン、ｐ−アミノフェニルトリメトキシシラン、アミノフェニルトリメトキシシラン、ｎ−３−［（アミノ（ポリプロピレンオキシ）］アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルジイソプロピルエトキシシラン、３−アミノプロピルジイソプロピルエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、３−アミノプロピルジメチルフルオロシラ、ｎ−（３−アミノプロピルジメチルシリル）アザ−２，２−ジメチル−２−シラシクロペンタン、３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、３−アミノプロピルトリス（メトキシエトキシエトキシ）シラン、１１−アミノウンデシルトリエトキシシラン、ｎ−（２−ｎ−ベンジルアミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ，ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、ビス（トリメチルシリル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ−ブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ｔ−ブチルアミノプロピルトリメトキシシラン、（ｎ−シクロヘキシルアミノメチル）メチルジエトキシシラン、（ｎ−シクロヘキシルアミノプロピル）トリメトキシシラン、（ｎ，ｎ−ジエチルアミノメチル）トリエトキシシラン、（ｎ，ｎ−ジエチル−３−アミノプロピル）トリメトキシシラン、３−（ｎ，ｎ−ジメチルアミノプロピル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、（ｎ，ｎ−ジメチルアミノプロピル）−アザ−２−メチル−２−メトキシシラシクロペンタン、ｎ，ｎ−ジメチル−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、３−（１，３−ジメチルブチリデン）アミノプロピルトリエトキシシラン、（３−（ｎ−エチルアミノ）イソブチル）メチルジエトキシシラン、（３−（ｎ−エチルアミノ）イソブチル）トリメトキシシラン、ｎ−メチル−ｎ−トリメチルシリル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、（フェニルアミノメチル）メチルジメトキシシラン、ｎ−フェニルアミノメチルトリエトキシシラン、ｎ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、３−（ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン塩酸塩、（３−トリメトキシシリルプロピル）ジエチレントリアミン、（シクロヘキシルアミノメチル）トリエトキシ−シラン、（ｎ−メチルアミノプロピル）メチル（１，２−プロパンジオラト）シラン、ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミントリアセテート、三カリウム塩、ｎ−（トリメトキシシリルプロピル）エチレンジアミントリアセテート、三ナトリウム塩、１−［３−（２−アミノエチル）−３−アミノイソブチル］−１，１，３，３，３−ペンタエトキシ−１，３−ジシラプロパン、ビス（メチルジエトキシシリルプロピル）アミン、ビス（メチルジメトキシシリルプロピル）−ｎ−メチルアミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）アミン、ｎ，ｎ’−ビス［（３−トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミン、トリス（トリエトキシシリルプロピル）アミン、トリス（トリエトキシシリルメチル）アミン、ビス［４−（トリエトキシシリル）ブチル］アミン、トリス［（３−ジエトキシメチルシリル）プロピル）アミン、ｎ−（ヒドロキシエチル）−ｎ，ｎ−ビス（トリメトキシシリルプロピル）アミン、ｎ−（ヒドロキシエチル）−ｎ−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ−（３−メタクリルオキシ−２−ヒドロキシプロピル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−（ｎ−スチリルメチル−２−アミノエチルアミノ）プロピルトリメトキシシラン、３−（２，４−ジニトロフェニルアミノ）プロピルトリエトキシシラン、４−ニトロ−４（ｎ−エチル−ｎ−トリメトキシシリルカルバメート）アミノアゾベンゼン、ビス（ジエチルアミノ）ジメチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）ジエチルシラン、ビス（ジメチルアミノ）ジメチルシラン、（ジエチルアミノ）トリメチルシラン、（ｎ，ｎ−ジメチルアミノ）トリメチルシラン、トリス（ジメチルアミノ）メチルシラン、ｎ−ブチルジメチル（ジメチルアミノ）シラン、ｎ−デシルトリス（ジメチルアミノ）シラン、ｎ−オクタデシルジイソブチル（ジメチルアミノ）シラン、ｎ−オクタデシルジメチル（ジエチルアミノ）シラン、ｎ−オクタデシルジメチル（ジメチルアミノ）シラン、ｎ−オクタデシルトリス（ジメチルアミノ）シラン、ｎ−オクチルジイソプロピル（ジメチルアミノ）シラン、ｎ−オクチルジメチル（ジメチルアミノ）シラン、及びそれらの任意の組み合わせである。ベンジルアミノシラン系の例は、ｎ−（２−ｎ−ベンジルアミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、ｎ−（２−ｎ−ベンジルアミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン塩酸塩、ｎ−ベンジルアミノメチルトリメチルシラン、またはそれらの任意の組み合わせである。ベンジルシラン系の例は、ベンジルジメチルクロロシラン、ベンジルジメチルシラン、ｎ−ベンジル−ｎ−メトキシメチル−ｎ−（トリメチルシリルメチル）アミン、ベンジルオキシトリメチルシラン、ベンジルトリクロロシラン、ベンジルトリエトキシシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス（トリメチルシリルメチル）ベンジルアミン、（４−ブロモベンジル）トリメチルシラン、ジベンジルオキシジアセトキシシラン、またはそれらの任意の組み合わせである。クロロ及びクロロシラン系の例は、（−）−カンファニルジメチルクロロシラン、１０−（カルボメトキシ）デシルジメチルクロロシラン、１０−（カルボメトキシ）デシルトリクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルメチルジクロロシラン、２−（カルボメトキシ）エチルトリクロロシラン、３−クロロ−ｎ，ｎ−ビス（トリメチルシリル）アニリン、４−クロロブチルジメチルクロロシラン、（クロロジメチルシリル）−５−［２−（クロロジメチルシリル）エチル］ビシクロヘプタン、１３−（クロロジメチルシリルメチル）ヘプタコサン、１１−（クロロジメチルシリル）メチルトリコサン、７−［３−（クロロジメチルシリル）プロポキシ］−４−メチルクマリン、２−クロロエチルメチルジクロロシラン、２−クロロエチルメチルジメトキシシラン、２−クロロエチルシラン、１−クロロエチルトリクロロシラン、２−クロロエチルトリクロロシラン、２−クロロエチルトリエトキシシラン、１−クロロエチルトリメチルシラン、３−クロロイソブチルジメチルクロロシラン、３−クロロイソブチルジメチルメトキシシラン、３−クロロイソブチルメチルジクロロシラン、１−（３−クロロイソブチル）−１，１，３，３，３−ペンタクロロ−１，３−ジシラプロパン、１−（３−クロロイソブチル）−１，１，３，３，３−ペンタエトキシ−１，３−ジシラプロパン、３−クロロイソブチルトリメトキシシラン、２−（クロロメチル）アリルトリクロロシラン、２−（クロロメチル）アリルトリメトキシシラン、３−［２−（４−クロロメチルベンジルオキシ）エトキシ］プロピルトリクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン、クロロメチルジメチルエトキシシラン、クロロメチルジメチルイソプロポキシシラン、クロロメチルジメチルメトキシシラン、（クロロメチル）ジメチルフェニルシラン、クロロメチルジメチルシラン、３−（クロロメチル）ヘプタメチルトリシロキサン、クロロメチルメチルジクロロシラン、クロロメチルメチルジエトキシシラン、クロロメチルメチルジイソプロポキシシラン、クロロメチルメチルジメトキシシラン、クロロメチルペンタメチルジシロキサン、（（クロロメチル）フェニルエチル）ジメチルクロロシラン、（（クロロメチル）フェニルエチル）メチルジクロロシラン、（（クロロメチル）フェニルエチル）メチルジメトキシシラン、（（クロロメチル）フェニルエチル）トリクロロシラン、（（クロロメチル）フェニルエチル）トリエトキシシラン、（（クロロメチル）フェニルエチル）トリメトキシシラン、クロロメチルフェネチルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、（ｐ−クロロメチル）フェニルトリクロロシラン、（ｐ−クロロメチル）フェニルトリメトキシシラン、クロロメチルシラトラン、クロロメチルトリクロロシラン、クロロメチルトリエトキシシラン、クロロメチルトリイソプロポキシシラン、クロロメチルトリメトキシシラン、クロロメチルトリメチルシラン、２−クロロメチル−３−トリメチルシリル１−プロペン、クロロメチルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、（５−クロロ−１−ペンチニル）トリメチルシラン、クロロフェニルメチルジクロロ−シラン、クロロフェニルトリクロロシラン、クロロフェニルトリエトキシシラン、ｐ−クロロフェニルトリエトキシシラン、ｐ−クロロフェニルトリメチルシラン、（３−クロロプロポキシ）イソプロピルジメチルシラン、（３−クロロプロピル）（ｔ−ブトキシ）ジメトキシシラン、３−クロロプロピルジメチルクロロシラン、３−クロロプロピルジメチルエトキシシラン、３−クロロプロピルジメチルメトキシシラン、３−クロロプロピルジメチルシラン、３−クロロプロピルジフェニルメチルシラン、クロロプロピルメチルジクロロシラン、３−クロロプロピルメチルジエトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジイソプロポキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、（３−クロロプロピル）ペンタメチルジシロキサン、３−クロロプロピルトリクロロシラン、３−クロロプロピルトリエトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメチルシラン、３−クロロプロピルトリフェノキシシラン、３−クロロプロピルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、２−（４−クロロスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン、２−（４−クロロスルホニルフェニル）エチルトリクロロシラン、２−（４−クロロスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、２−（４−クロロスルホニルフェニル）エチルトリメトキシシラン、
１−クロロ−５−（トリメチルシリル）−４−ペンチン、クロロトリス（トリメチルシリル）シラン、１１−クロロウンデシルトリクロロシラン、１１−クロロウンデシルトリエトキシシラン、１１−クロロウンデシルトリメトキシシラン、１−クロロビニルトリメチルシラン、（３−シアノブチル）ジメチルクロロシラン、（３−シアノブチル）メチルジクロロシラン、（３−シアノブチル）トリクロロシラン、１２−シアノドデカ−１０−エニルトリクロロシラン、２−シアノエチルメチルジクロロシラン、２−シアノエチルトリクロロシラン、３−シアノプロピルジイソプロピルクロロシラン、３−シアノプロピルジメチルクロロシラン、３−シアノプロピルメチルジクロロシラン、３−シアノプロピルフェニルジクロロシラン、３−シアノプロピルトリクロロシラン、３−シアノプロピルトリエトキシシラン、１１−シアノウンデシルトリクロロシラン、［２−（３−シクロヘキセニル）エチル］ジメチルクロロシラン、［２−（３−シクロヘキセニル）エチル］メチルジクロロシラン、［２−（３−シクロヘキセニル）エチル］トリクロロシラン、３−シクロヘキセニルトリクロロシラン、シクロヘキシルジメチルクロロシラン、シクロヘキシルメチルジクロロシラン、（シクロヘキシルメチル）トリクロロシラン、シクロヘキシルトリクロロシラン、（４−シクロオクテニル）トリクロロシラン、シクロオクチルトリクロロシラン、シクロペンタメチレンジクロロシラン、シクロペンチルトリクロロシラン、シクロテトラメチレンジクロロシラン、シクロトリメチレンジクロロシラン、シクロトリメチレンメチルクロロシラン、１，３−ジクロロテトラメチルジシロキサン、１，３−ジクロロテトラフェニルジシロキサン、ジシクロヘキシルジクロロシラン、ジシクロペンチルジクロロシラン、ジ−ｎ−ドデシルジクロロシラン、ドデシルメチルシリル）メチルジクロロシラン、ジエトキシジクロロシラン、またはそれらの任意の組み合わせである。エポキシシラン系の例は、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルメチルジエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、５，６−エポキシヘキシルトリエトキシシラン、（エポキシプロピル）ヘプタイソブチル−Ｔ８−シルセスキオキサン、またはそれらの任意の組み合わせである。メルカプトシラン系の例は、（メルカプトメチル）メチルジエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメチルシラン、３−メルカプトプロピルトリフェノキシシラン、１１−メルカプトウンデシルオキシトリメチルシラン、１１−メルカプトウンデシルトリメトキシシラン、またはそれらの任意の組み合わせである。ウレイドシランの例は、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ウレイドプロピルトリメトキシシラン、またはそれらの任意の組み合わせである。ビニル、ビニルベンジルシラン系の例は、ビニル（ブロモメチル）ジメチルシラン、（ｍ，ｐ−ビニルベンジルオキシ）トリメチルシラン、ビニル−ｔ−ブチルジメチルシラン、ビニル（クロロメチル）ジメトキシシラン、ビニル（クロロメチル）ジメチルシラン、１−ビニル−３−（クロロメチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビニルジエチルメチルシラン、ビニルジメチルクロロシラン、ビニルジメチルエトキシシラン、ビニルジメチルフルオロシラン、ビニルジメチルシラン、ビニルジ−ｎ−オクチルメチルシラン、ビニルジフェニルクロロシラン、ビニルジフェニルエトキシシラン、ビニルジフェニルメチルシラン、ビニル（ジフェニルホスフィノエチル）ジメチルシラン、ビニル（ｐ−メトキシフェニル）ジメチルシラン、ビニルメチルビス（メチルエチルケトオキシイミノ）シラン、ビニルメチルビス（メチルイソブチルケトオキシイミノ）シラン、ビニルメチルビス（トリメチルシロキシ）シラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ビニルメチルジクロロシラン、ビニルメチルジエトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、１−ビニル−１−メチルシラシクロペンタン、ビニルオクチルジクロロシラン、ｏ−（ビニルオキシブチル）−ｎ−トリエトキシシリルプロピルカルバメート、ビニルオキシトリメチルシラン、ビニルペンタメチルジシロキサン、ビニルフェニルジクロロシラン、ビニルフェニルジエトキシシラン、ビニルフェニルジメチルシラン、ビニルフェニルメチルクロロシラン、ビニルフェニルメチルメトキシシラン、ビニルフェニルメチルシラン、ビニルシラトラン、ビニル−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリ−ｔ−ブトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、オリゴマー加水分解産物、ビニルトリエトキシシラン−プロピルトリエトキシシラン、オリゴマー共加水分解産物、ビニルトリエチルシラン、ビニル（トリフルオロメチル）ジメチルシラン、ビニル（３，３，３−トリフルオロプロピル）ジメチルシラン、ビニルトリイソプロペノキシシラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、オリゴマー加水分解産物、ビニルトリメチルシラン、ビニルトリフェノキシシラン、ビニルトリフェニルシラン、ビニルトリス（ジメチルシロキシ）シラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリス（１−メトキシ−２−プロポキシ）シラン、ビニルトリス（メチルエチルケトオキシイミノ）シラン、ビニルトリス（トリメチルシロキシ）シラン、またはそれらの任意の組み合わせである。
【００４２】
フッ素化アルキル／アリールシランの例示的な例には、限定はされないが、４−フルオロベンジルトリメチルシラン、（９−フルオレニル）メチルジクロロシラン、（９−フルオレニル）トリクロロシラン、４−フルオロフェニルトリメチルシラン、１，３−ビス（トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル）テトラメチルジシロキサン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリメトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロデシルトリクロロシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリクロロシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクタデシルトリクロロシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロオクチルトリエトキシシラン、１Ｈ，１Ｈ，２Ｈ，２Ｈ−パーフルオロドデシルトリクロロシラン、トリメトキシ（３，３，３−トリフルオロプロピル）シラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル−１−トリメトキシシラン、トリデカフルオロ−１，１，２，２−テトラヒドロオクチル−１−トリエトキシシラン、及びそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【００４３】
有機官能性樹脂が存在する場合、有機官能性樹脂は、エポキシ、エポキシ樹脂パテ、エチレン−ビニルアセテート、フェノールホルムアルデヒド樹脂、ポリアミド、ポリエステル樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン、ポリスルフィド、ポリウレタン、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニルエマルション（ＰＶＣＥ）、ポリビニルピロリドン、ゴムのり、シリコーン、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択することができる。有機官能性かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）は、アクリレート、アルコール、アミン、カルボン酸、エポキシド、フルオロアルキル、ハロゲン化物、イミド、メタクリレート、分子シリカ、ノルボルネニル、オレフィン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、シラン、シラノール、チオール、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択することができる。アクリレートＰＯＳＳの例示的な例には、アクリロイソブチルＰＯＳＳ、またはその任意の組み合わせが含まれる。アルコールＰＯＳＳの例示的な例は、ジオールイソブチルＰＯＳＳ、シクロヘキサンジオールイソブチルＰＯＳＳ、プロパンジオールイソブチルＰＯＳＳ、オクタ（３−ヒドロキシ−３−メチルブチルジメチルシロキシ）ＰＯＳＳ、またはそれらの任意の組み合わせである。アミンＰＯＳＳの例示的な例は、アミノプロピルイソブチルＰＯＳＳ、アミノプロピルイソオクチルＰＯＳＳ、アミノエチルアミノプロピルイソブチルＰＯＳＳ、オクタアンモニウムＰＯＳＳ、アミノフェニルイソブチルＰＯＳＳ、フェニルアミノプロピルＰＯＳＳケージ混合物、またはそれらの任意の組み合わせである。カルボン酸ＰＯＳＳの例示的な例は、マレアミド酸−イソブチルＰＯＳＳ、オクタマレアミド酸ＰＯＳＳ、またはそれらの任意の組み合わせである。エポキシドの例示的な例は、エポキシシクロヘキシルイソブチルＰＯＳＳ、エポキシシクロヘキシルＰＯＳＳケージ混合物、グリシジルＰＯＳＳケージ混合物、グリシジルイソブチルＰＯＳＳ、トリグリシジルイソブチルＰＯＳＳ、エポキシシクロヘキシルジメチルシリルＰＯＳＳ、オクタグリシジルジメチルシリルＰＯＳＳ、またはそれらの任意の組み合わせである。フルオロアルキルＰＯＳＳについては、その例は、トリフルオロプロピルＰＯＳＳケージ混合物、トリフルオロプロピルイソブチルＰＯＳＳ、またはそれらの任意の組み合わせである。ハロゲン化物ＰＯＳＳについては、クロロプロピルイソブチルＰＯＳＳ、またはの任意の組み合わせである。イミドＰＯＳＳについては、その例は、ＰＯＳＳマレイミドイソブチル、またはその任意の組み合わせである。メタクリレートについては、その例は、メタクリロイソブチルＰＯＳＳ、メタクリレートエチルＰＯＳＳ、メタクリレートイソオクチルＰＯＳＳ、メタクリルＰＯＳＳケージ混合物、またはそれらの任意の組み合わせである。分子シリカＰＯＳＳについては、その例は、ドデカフェニルＰＯＳＳ、イソオクチルＰＯＳＳケージ混合物、フェニルイソブチルＰＯＳＳ、フェニルイソオクチルＰＯＳＳ、オクタイソブチルＰＯＳＳ、オクタメチルＰＯＳＳ、オクタフェニルＰＯＳＳ、オクタＴＭＡ  ＰＯＳＳ、オクタトリメチルシロキシＰ���ＳＳ、またはそれらの任意の組み合わせである。ノルボルネニルについては、その例は、ＮＢ１０１０−１，３−ビス（ノルボルネニルエチル）−１，１，３，３−テトラメチルジシロキサン、ノルボルネニルエチルジメチルクロロシラン、ノルボルネニルエチルジシラノールイソブチルＰＯＳＳ、トリスノルボルネニルイソブチルＰＯＳＳ、またはそれらの任意の組み合わせである。オレフィンについては、その例は、アリルイソブチルＰＯＳＳ、ビニルイソブチルＰＯＳＳ、ビニルＰＯＳＳケージ混合物、またはそれらの任意の組み合わせである。ＰＥＧについては、その例には、ＰＥＧ  ＰＯＳＳケージ混合物、メトキシＰＥＧイソブチルＰＯＳＳ、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。シランについては、その例は、オクタシランＰＯＳＳ、またはその任意の組み合わせである。シラノールについては、その例は、ジシラノールイソブチルＰＯＳＳ、トリシラノールエチルＰＯＳＳ、トリシラノールイソブチルＰＯＳＳ、トリシラノールイソオクチルＰＯＳＳ、トリシラノールフェニルＰＯＳＳリチウム塩、トリシラノールフェニルＰＯＳＳ、テトラシラノールフェニルＰＯＳＳ、またはそれらの任意の組み合わせである。チオールについては、メルカプトプロピルイソブチルＰＯＳＳ、またはその任意の組み合わせである。
【００４４】
ある特定の実施形態では、コーティングの別の例は、テクスチャ処理層の表面形状の内部に混ざり込む潤滑剤、ポリマーブレンド、ナノ粒子、またはそれらの任意の組み合わせ（ポリマーとナノ粒子との複合材料など）を含む追加の層を少なくとも１つ含むものである。この場合、表面形状は、追加の層に機械的なグリップを与えることができる。ナノ粒子は、表面エネルギーが低い材料であらかじめ処理するか、または追加の層の化学ブレンドに表面エネルギーが低い材料を添加することができる。表面エネルギーが高い材料は、表面エネルギーが低い材料と比較して濡れやすい。表面エネルギーが低い材料は、ＡＳＴＭ  Ｄ７４９０−１３規格に従って測定すると、通常、７０ｍＪ／ｍ２未満の表面エネルギー値を示す。表面エネルギーが低い材料の例には、限定はされないが、有機官能性シラン、表面エネルギーが低い樹脂、フッ素化アルキルシロキサン、フッ素化アルキルシラン、シリコーンポリマー、有機官能性シリコーンポリマー、有機官能性シリコーンコポリマー、フッ素化かご型シルセスキオキサン（ＦＰＯＳＳ）、Ｄｙｎａｓｙｌａｎ（登録商標）ＳＩＶＯ、有機官能性かご型シルセスキオキサン（ＰＯＳＳ）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。追加の層の構造において使用されるナノ粒子の例には、限定はされないが、シリカ（ＳｉＯ２）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ダイヤモンド、珪藻土（ＤＥ）、窒化ホウ素（ＢＮ）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、単層カーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、カオリン（Ａｌ２Ｏ３．２ＳｉＯ２．２Ｈ２Ｏ）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。具体的には、ナノ粒子は、Ｅｖｏｎｉｋ  ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓから提供されるＡＥＲＯＳＩＬ（登録商標）ブランド、Ｄｒｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ（ＤＳＴ）のＢａｒｒｉａｎ（商標）ブランドの製品、Ｃａｂｏｔ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから提供されるＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ（登録商標）ブランド、ＷＡＣＫＥＲから提供されるＨＤＫ（登録商標）ブランド、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるセラミックベースの疎水性粒子であり得る。
【００４５】
いくつかの場合では、追加の層の構造において使用されるポリマーは、限定はされないが、有機ポリマー、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、コポリマー、ターポリマー、ブロックコポリマー、交互ブロックコポリマー、ランダムポリマー、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ランダムブロックコポリマー、グラフトコポリマー、星型ブロックコポリマー、デンドリマー、高分子電解質（電解質を含む基をいくつか反復して有するポリマー）、両性高分子電解質（両性高分子電解質は、カチオン基とアニオン基との両方を反復して有する高分子電解質である。両性高分子電解質には異なる型が存在する。第１の型では、アニオン基とカチオン基との両方を中和することができる。第２の型では、アニオン基は中和することができる一方で、カチオン基は、四級アルキルアンモニウム基などの、ｐＨ変化に非感受性の基である。第３の型では、カチオン基は中和することができ、アニオン基は、ｐＨ変化に対して応答を示さないスルホネート基などの種から選択される。第４の型では、アニオンとカチオン基とは両方共、溶液において有用なｐＨ変化範囲に対して非感受性である）、イオノマー（イオノマーは、電気的に中性の反復単位とイオン化単位とを含むポリマーである。イオン化単位は、ペンダント基部分としてポリマー骨格に共有結合で結合しており、通常、１５モルパーセント以下のモル画分から構成される）、オリゴマー、架橋剤、またはそれらの任意の組み合わせを含む群から選択することができる。有機ポリマーの例には、限定はされないが、ポリアセタール、ポリオレフィン、ポリアクリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリレート、ポリアリールスルホン、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリ塩化ビニル、ポリスルホン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルケトンケトン、ポリベンゾオキサゾール、ポリフタリド（ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌｉｄｅ）、ポリアセタール、ポリ酸無水物、ポリビニルエーテル、ポリビニルチオエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルケトン、ハロゲン化ポリビニル、ポリビニルニトリル、ポリビニルエステル、ポリスルホネート、ポリスルフィド、ポリチオエステル、ポリスルホン、ポリスルホンアミド、ポリ尿素、ポリホスファゼン、ポリシラザン、スチレンアクリロニトリル、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリウレタン、エチレンプトピレン（ｐｔｏｐｙｌｅｎｅ）ジエンゴム（ＥＰＲ）、パーフルオロエラストマー、フッ素化エチレンプロピレン、パーフルオロアルコキシエチレン、ポリ−クロロトリフルオロエチレン、フッ化ポリビニリデン、ポリシロキサン、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。高分子電解質の例には、限定はされないが、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸、ペクチン、カラゲナン、アルギネート、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。熱硬化性ポリマーの例には、限定はされないが、エポキシポリマー、不飽和ポリエステルポリマー、ポリイミドポリマー、ビスマレイミドポリマー、ビスマレイミドトリアジンポリマー、シアネートエステルポリマー、ビニルポリマー、ベンゾオキサジンポリマー、ベンゾシクロブテンポリマー、アクリル、アルキド、フェノール−ホルムアルデヒドポリマー、尿素−ホルムアルデヒドポリマー、ノボラック、レゾール、メラミン−ホルムアルデヒドポリマー、尿素−ホルムアルデヒドポリマー、ヒドロキシメチルフラン、イソシアネート、ジアリルフタレート、トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート、不飽和ポリステルイミド（ｐｏｌｙｓｔｅｒｉｍｉｄｅ）、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。熱可塑性ポリマーの例には、限定はされないが、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン／ナイロン、ポリカーボネート／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン／ポリ塩化ビニル、ポリフェニレンエーテル／ポリスチレン、ポリフェニレンエーテル／ナイロン、ポリスルホン／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリカーボネート／熱可塑性ウレタン、ポリカーボネート／ポリブチレンテレフタレート、熱可塑性エラストマー合金、ナイロン／エラストマー、ポリエステル／エラストマー、ポリエチレンテレフタレート／ポリブチレンテレフタレート、アセタール／エラストマー、スチレン無水マレイン酸／アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン、ポリエーテルエーテルケトン／ポリエーテルスルホン、ポリエーテル、エーテルケトン／ポリエーテルイミドポリエチレン／ナイロン、ポリエチレン／ポリアセタール、またはそれらの任意の組み合わせが含まれる。
【００４６】
ある特定の例では、コーティングの生成において電着工程以外の工程も使用することができる。疎水性のテクスチャ処理層は、例えば、アニーリング及び熱処理、減圧によるコンディショニング、エイジング、プラズマエッチング、グリットブラスト処理、ウェットエッチング、イオンミリング、可視光、ＵＶ、及びｘ線などの電磁放射線への曝露、他の工程、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される任意の他の手法と、電着手法との組み合わせを含む工程を介して生成することができる。さらに、疎水性のテクスチャ処理層の製造工程の後に、電着、無電解析出、表面機能化、電解重合、スプレーコーティング、ブラシコーティング、浸漬コーティング、電気泳動析出、フッ素ガスとの反応、プラズマ蒸着、ブラシめっき、化学蒸着、スパッタリング、物理蒸着、フッ素ガスの反応を介するパッシベーション、任意の他のコーティング手法、及びそれらの任意の組み合わせからなる群から選択されるコーティング工程を少なくとも１つ追加で実施することができる。
【００４７】
ある特定の場合では、コーティングは、耐熱特徴を示し得る。この特徴は、コーティングに対して１００℃以上の熱処理を１２時間以上施した後、コーティングの水接触角の変化が２０パーセント未満であるならば観測されるものである。例えば、図１ａ〜ｂに示される超疎水性コーティングについての耐熱性試験の結果がここに記載される。この試験は、５７２°Ｆ（３００℃）で実施した。この温度は、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）の破壊について文献で報告される温度をはるかに上回るものである。３９６°ＦでＴｅｆｌｏｎ（登録商標）が破壊されて生じる有害な煙霧は、トリを殺すのに十分であることが明らかになっている（Ｂｏｕｃｈｅｒ  ｅｔ  ａｌ．，Ａｖｉａｎ  Ｄｉｓｅａｓｅｓ．Ｖｏｌ．４４，Ｎｏ．２（Ａｐｒ．−Ｊｕｎ．，２０００），ｐｐ．４４９−４５３を参照のこと）。本明細書に記載のコーティングの耐熱性は、ＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングとも比較することができる。ＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングは、ゾルーゲルベースの市販の超疎水性コーティングである。このコーティングは、２段階のスプレーシステムによって適用される。第１の段階では、疎水性ではない基礎コートを介して基材に付着性が与えられる。その後、第２の段階では、第１のコーティング層に対して超疎水性最上層がスプレーされる。ＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングの超疎水性最上層は、５７２°Ｆで１５分が経過した後に完全に崩壊した。このコーティングは、その超疎水特性を完全に失い、その色は黒に変色した。対照的に、図１ａ〜ｂに示される亜鉛ベースのコーティングでは、５７２°Ｆで２４時間が経過した後、その超疎水特性と外観との両方が未変化のまま残存した。温度がそれぞれ５７２°Ｆ及び７５°Ｆの過熱及び冷却の反復サイクルを２４回実施することによって同様の結果を得た。また、こうした高温実験の後にコーティングに生じた質量損失の割合はゼロであった。こうした結果は、本明細書に記載のコーティングからの高温時における気体放出が無視できるものであったことと一致している。
【００４８】
ある特定の実施形態では、本明細書に記載のコーティングは、機械的に耐久性を有すると考えることができる。機械的な耐久性は、硬度試験及びプルオフ（テープ）試験という２つの基準に基づいて定義することができる。硬度基準は、ＡＳＴＭ  Ｄ３３６３−０５（２０１１）ｅ２の規格測定に対応する３Ｂを超える鉛筆硬度レベルに基づいて定義される。この試験方法では、鉛筆硬度が既知の鉛筆の芯でコーティング表面に跡を付けることによってコーティングの硬度が決定される。被膜の硬度は、その被膜を破断または傷つけることのない最高硬度の鉛筆に基づいて決定される。下記の硬度尺度に合わせて較正した描画用の芯または較正した木製鉛筆を一組使用した：９Ｈ−８Ｈ−７Ｈ−６Ｈ−５Ｈ−４Ｈ−３Ｈ−２Ｈ−Ｈ−Ｆ−ＨＢ−Ｂ−２Ｂ−３Ｂ−４Ｂ−５Ｂ−６Ｂ−７Ｂ−８Ｂ−９Ｂ。９Ｂ等級は、最低レベルの硬度に相当し、コーティングが非常に柔らかいということである。その後、硬度レベルは、最高レベルである９Ｈに到達するまで徐々に上げられる。隣接する２つの尺度の間の差異は、硬度の１単位であると考えることができる。実例として、図１ａ〜ｂに示される亜鉛ベースの超疎水性コーティングについては、７Ｈの鉛筆硬度が得られた。この硬度レベルは、９Ｂ未満に相当するＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングのものと比較することができる。その製造者によって報告されているＴｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングの等級であるＨＢと比較しても、亜鉛ベースの超疎水性コーティングの硬度レベルは、はるかに高いものである。図１１ａ（試験前）及び図１１ｂ（試験後）に示されるように、亜鉛ベースのコーティングについては、７Ｈの鉛筆硬度が得られた。このコーティングの硬度は、９Ｂ未満に相当するＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングのもの（図１１ｄ）と比較することができる。その製造者によって報告されているＴｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングの等級であるＨＢと比較しても、亜鉛ベースのコーティングの硬度レベルは、はるかに高いものである。図１１ｅでは、生成した亜鉛ベースのコーティングの硬度レベルと、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティング及びＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングのものと、の比較が提供される。
【００４９】
別の非限定例として、試験した銅ベースの超疎水性コーティングについては、５Ｈの鉛筆硬度が得られた。図１２ａ〜ｂは、５Ｈでの鉛筆硬度試験における銅ベースの超疎水性コーティングの画像を示し、それぞれ試験前（図１２ａ）及び試験後（図１２ｂ）のものを示す。別の非限定例は、銅及びニッケルを含み、９Ｈの鉛筆硬度を有する複合材料超疎水性コーティングである。この複合材料コーティングの９Ｈでの鉛筆硬度試験の前及び後の画像は、それぞれ図１２ｃ及び図１２ｄに示される。図１２ｄにおいて、コーティング表面に傷跡は見られない。したがって、この複合材料コーティングの硬度は、鉛筆硬度試験の最大レベルである９Ｈよりも高くさえあり得るものである。
【００５０】
鉛筆硬度に加えて、テープ試験（ＡＳＴＭ  Ｆ２４５２−０４−２０１２）の標準的なＡＳＴＭ手順を使用してコーティングの耐久性を特徴付けることができる。耐久性のこの属性は、標準試験によって定義される５つのレベルの中で、少なくともレベル３の耐久性を示すことに基づいて定義される。この試験は、テープを表面に付着させ、勢いよく引きはがして実施される。コーティングの耐久性レベルは、表面から除去され、テープに付着したコーティングの量に基づいて得られる。最低〜最高の耐久性は、それぞれ１〜５に等級付けされる。等級付けが低いということは、コーティングの何らかの部分がテープによって除去され、それ故に、コーティングの機能性の一部が失われたことを意味する。等級５は、コーティングが除去された量がゼロである状態に相当する。したがって、この等級のコーティングの機能性は、テープ試験の前後で変化せずにそのまま残存する。
【００５１】
非限定例として、図１３ａ〜ｄは、それぞれ超疎水性亜鉛コーティング及びＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングに対してプルオフ試験を実施した後のテープの写真を示す。これらの図に示されるように、超疎水性亜鉛コーティング（図１３ａ）では、そのいかなる部分もテープに付着転移していない一方で、ＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティング（図１３ｂ）では、その超疎水性最上層の何らかの部分がテープによって除去されている。したがって、この試験に基づき、この試験方法論を使用すると、生成したコーティングと比較して、ＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングの耐久性は低いものである。
【００５２】
鉛筆硬度及びテープ試験に加えて、本明細書に記載のコーティングに対して、別の試験であるテーバー磨耗試験を実施することができる。この試験では、コーティングを施した試料に対して、負荷重量を５００ｇとして６０ｒｐｍの速度で摩耗輪を数サイクル転がした。その後、コーティングの最初の質量に対する質量損失の比率に基づいて、それぞれの個々の試料についてコーティングの質量損失割合（％）を計算した。図１４ａ〜ｂは、５サイクルのテーバー磨耗試験の、それぞれ前（図１４ａ）及び後（図１４ｂ）の亜鉛ベースの超疎水性コーティングの画像を示す。これらの画像は、５サイクルのテーバー磨耗試験の、それぞれ前（図１４ｃ）及び後（図１４ｄ）のＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングに対応する図１４ｃ〜ｄのものと比較することができる。図１４ｄに示されるように、ＮｅｖｅｒＷｅｔ（登録商標）コーティングの疎水性層は、摩耗試験に供した位置が完全に摩耗した。実際、最初の層の半分超が、この摩耗過程で失われた。この結果は、亜鉛ベースの超疎水性コーティングの質量損失割合が１％未満であったことと比較することができる。図１４ｂに示されるように、この摩耗過程で、亜鉛ベースのコーティングはほとんど未変化のまま残存した。さらに、この試験において、コーティングは、その超疎水特性を保持していた。テクスチャ処理された超疎水性コーティングの摩耗耐性は、一般に、表面テクスチャを全く有さない疎水性コーティングに満たない。こうした結果は、通常のスプレーベースの超疎水性コーティングと比較して、記載の金属ベースの超疎水性コーティングが高いレベルの摩耗耐久性を有するということに他ならない。
【００５３】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載のコーティングは、洗浄が容易なコーティングであると考えてよい。洗浄が容易な特徴は、洗浄性試験で表面の少なくとも８０パーセントが洗浄可能であることと定義される。この試験では、コーティングは、料理用油を塗られ、１００℃で１２時間オーブン内に置かれる。その後、ウェットティッシュでその拭き取りが行われることになる。洗浄が容易な特徴は、コーティングの撥油性とも関連している。撥油特徴は、表面に対する油の接触角によって測定することができる。非限定例として、図１５ａは、本明細書に記載の亜鉛ベースのコーティングの１つの表面に対する料理用油の接触角を示す。この接触角は、図１５ｂのＴｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングに対する油の接触角と比較することができる。図１５ａ〜ｂに示されるように、亜鉛コーティングは、Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）コーティングと比較して高いレベルの撥油性を示した。
【００５４】
本明細書に記載のコーティングのある特定の構成は、下記の属性の１つまたは複数を与えることもできる：表面からのまたは表面への転移の低減、保護の付与、水及びマイクロスケール／ナノスケールの物体の付着の阻止もしくは防止、またはこうした機能性の組み合わせ。ある特定のコーティングは、多くの異なる用途において使用することができ、こうした用途には、限定はされないが、湿潤化、汚れの蓄積、腐食、微生物による付着及び疾患転換、氷形成、摩擦及び抵抗、ならびに生物汚染の阻止及び／または軽減が含まれる。物品の全有効耐用年数を低減するか、または退色もしくは劣化を引き起こす、例えば、腐食及び汚染などの環境の有害作用から、例えば、乗り物または他の部品などの物品を、コーティングによって少なくともある程度は保護することができる。コーティングは、オーブン、熱交換器、及びコンデンサーなどの、高温作動条件を伴う機器において使用することができる。コーティングは、高温環境での粘着性の問題を軽減するために使用することができる。別の例として、コーティングのある特定の構成は、接触時におけるヒト及び動物へのまたはヒト及び動物からの物品からのまたは物品への、液体、汚れ、微生物、ウイルス、または粒子の転移を防止することができ、これによって交差汚染を低減することができる。
【００５５】
いかなる特定の理論によっても制限されるものではないが、本明細書に開示のコーティングのある特定の構成（図１６を参照のこと）は、表面テクスチャの構造の間に気体または液体などの媒体を捕捉することによって働くことができる。他の巨視的な物体は、表面テクスチャの上に残存し得る。巨視的な物体の何らかの部分は媒体と接触することはできるが、表面とは接触することができない。結果として、コーティングが施されていない表面と比較して、巨視的な物体とコーティングが施された表面との間の転移が防がれる。巨視的な物体には、限定はされないが、液滴、ヒトまたは動物の体の一部、道具、及び固体の物体が含まれる。図１６に示されるように、テクスチャ処理されたコーティングの表面は、通常の表面と比較して、マイクロスケール及びナノスケールの物体、化学物質、ならびに分子による負荷を軽減し得ている。例えば、マイクロスケール及びナノスケールの物体には、限定はされないが、粒子、微生物、ウイルス等が含まれる。化学物質及び分子には、限定はされないが、高温で溶解した物質及び流体が含まれる。ある特定の場合では、コーティングは、機器のダメージ、腐食、微生物、汚れ、及び染みの転移、摩擦、ならびに抵抗などの、表面と、巨視的、マイクロスケール、及び／またはナノスケールの物体と、の接触による望ましくない結果から保護することが可能であり得る。他の場合では、液体は、コーティング表面に付着し得ない。液体は、例えば、水、海水、油、酸、塩基、または血液及び尿などの生体液であり得る。この例では、液滴は、コーティング表面に乗って球となり、僅かな力が加わると表面から転がり落ち、液滴が高所から表面に落ちたのであれば、跳ね返る。実際、表面テクスチャは、超撥水性（例えば、超疎水性及び超撥油性）などの特性を表面に与え得る。
【００５６】
いくつかの場合では、テクスチャのサイズが十分小さいのであれば、マイクロ／ナノスケールの物体は、表面形状の上に留まることもあり得る（図１７）。したがって、マイクロ／ナノスケールの物体の何らかの部分は、表面ではなく媒体と接触することができる。このシナリオでは、表面に転移するマイクロスケール及びナノスケールの物体は少ない。例えそれが表面に転移したとしても、それを除去することは容易となり、例えば、マイクロスケール及びナノスケールの物体の除去に必要な力または洗浄材料は少ない。マイクロ／ナノスケールの物体は、微生物（細菌、カビ、白カビ、真菌など）、ウイルス、粒子、及び汚れであり得る。
【００５７】
いくつかの例では、マイクロスケール及びナノスケールの物体は、表面テクスチャの構造の間に捕捉され得るが、表面に触れている巨視的な物体へと転移するものは少ない（図１７を参照のこと）。さらに、局所的形状の間に微生物が捕捉されることは、限定はされないが、増殖、運動性、及び細胞間コミュニケーションを含む、微生物の異なる活動への影響を介して、表面でのコロニー形成を遅延し得るものである。
【００５８】
いくつかの場合では、表面は、流体と接触し得、こうした流体には、粒子、微生物、汚れ、化学物質、反応物質、巨大分子等を含む液体及び気体が含まれる（図１８を参照のこと）。液体は、例えば、水、海水、油、酸、塩基、または血液及び尿などの生体液であり得る。こうした条件では、表面テクスチャは、流体等に溶解したマイクロスケール及びナノスケールの物体、化学物質、及び／または反応物質の、表面への転移を低減し得る。この理由は、表面テクスチャが超撥水性（例えば、超疎水性及び超撥油性）または超湿潤化（例えば、超親水性もしくは超親油性）などの特性を表面に与え得ることにある。
【００５９】
いくつかの例では、表面形状の形は、表面への転移を低減するか、または表面からの転移を容易にすることができる（図１９を参照のこと）。例えば、表面形状の最上部が平坦ではなく、すなわち、鋭敏であるか、または湾曲しているのであれば、改変表面に対する物体の接触領域は小さくなり得る。さらに、微視的な物体は、鋭敏または湾曲した表面形状を有する改変表面との接触時に追加／異常な変形を介す必要が生じ得る。変形は、例えば、それと関連するエネルギーコストが生じるために好ましくないものであり得る。したがって、マイクロスケール及びナノスケールの物体は、表面に付着し得ないか、または緩く付着する結果として表面からの脱着が容易であり得る。
【００６０】
別の例では、例えば、蒸気などの流体の層が、表面テクスチャの構造の間に高温で形成され得、コーティングが施された表面への巨視的な物体の付着を防止する（図２０）。
【００６１】
いくつかの例では、本明細書に開示のコーティングを鋳型の表面に付着させることができる。鋳型は、成形工程においてポリマー、セラミック、またはガラスの表面へとコーティングのテクスチャの負のレプリカを転移することによるテクスチャ処理表面の生成に使用することができる。成形工程の例には、限定はされないが、回転成形、射出成形、ブロー成形、圧縮成形、フィルムインサート成形、ガスアシスト成形、ストラクチュラルフォーム成形、及び熱成形が含まれる。
【００６２】
いくつかの場合では、本明細書に記載の実施形態における開示のコーティング表面は、蛇口、ドアノブ、水洗トイレ、浴室の付属器具、ペン、ベッド柵、トレイ、ハンドドライヤー、任意の電化製品、テーブル、机、鋳型、パイプ、医療機器及びインプラント、自動車、航空機、救急車、病院において触れる頻度の高い表面、クリーンルームにおける表面、生物医学的及び食品の梱包材料、公共的な通過領域における表面、スイミングプールにおける表面、公衆トイレにおける表面、電子ガラススクリーン、オーブン、グリル、レンジ、熱交換器、コンデンサー、カミソリ、船舶、携帯電話ケース、カミソリカートリッジ、ならびにハンドルからなる群から選択される物品に存在し得る。コーティングが適用される基材は、金属基材、木質基材、プラスチック基材、複合材料基材、またはそれらの任意の組み合わせであり得る。
【００６３】
本明細書に開示の態様、実施形態、構成、実施例等の要素が紹介されるとき、「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」及び「ｓａｉｄ」という冠詞は、１つまたは複数の要素の存在を意味することが意図される。「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、及び「ｈａｖｉｎｇ（有する）」という用語は、非限定であることが意図され、記載の要素以外に追加の要素が存在し得ることを意味する。本開示の利点を考慮すれば、実施例のさまざまな構成要素を他の実施例のさまざまな構成要素と交換または置換できることを当業者であれば認識するであろう。
【００６４】
ある特定の態様、実施例、及び実施形態が上述されているものの、本開示の利点を考慮すれば、開示の例示的な態様、実施例、及び実施形態の追加、置換、改変、及び変更が可能であることを当業者であれば認識するであろう。
【図１ａ−１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【図２ｇ】
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【図２ｈ】
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【図２ｉ】
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【図２ｊ】
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【図２ｋ】
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【図２ｌ】
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【図２ｍ】
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【図２ｎ】
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【図２ｏ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図４ａ】
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【図４ｂ】
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【図４ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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【図１４】
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【図１５ａ】
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【図１５ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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