ГИБРИДНЫЕ СИСТЕМЫ-НОСИТЕЛИ

1. Способ получения композиции, включающий:
(a) получение водной смеси, содержащей:
(i) органофункциональный силан;
(ii) хлорид металла; и
(iii) кислоту;
(b) кипячение водной смеси;
(c) добавление к водной смеси основания для существенной нейтрализации смеси и для образования гидроксида металла;
(d) получение коллоидной суспензии, включающей гидроксид металла и силокси-соединение;
(e) добавление основанного на пероксиде раствора для образования суспензии, содержащей пероксид металла;
(f) обеспечение уравновешивания суспензии при комнатной температуре; и
(г) кипячение суспензии при давлении выше атмосферного давления для образования гибридной пленкообразующей композиции, содержащей продукт конденсации силокси-соединения и пероксида металла.
2. Способ по п.1, где водная смесь, полученная на стадии (а) дополнительно содержит органофункциональный.
3. Способ по п.1 или 2, где рН водной смеси на (а) и (b) составляет менее 1.
4. Способ по п.1 или 2, где композиция, полученная кипячением суспензии, дополнительно содержит кристаллические частицы менее чем приблизительно 10 нм в диаметре, содержащие гибридный оксид металла.
5. Способ по п.1 или 2, где пленкообразующая композиция содержит продукт конденсации силокси-соединения и пероксида переходного металла.
6. Способ по п.2, где органофункциональный силан выбран из группы, состоящей из бис(триэтоксисилил)метан, 1,1,3,3-тетраметил-1,3-диэтоксидисилоксан, и октохлортрисилоксан, тетраэтоксисилан, или любое их сочетание.
7. Способ по п.1 или 2, где хлорид металла включает хлорид кремния, титана, циркония, олова, ванадия, галлия, германия, теллура, гафния, рения, иридия, платины или любой комбинации двух или более хлоридов кремния, титана, циркония, олова, ванадия, галлия, германия, теллура, гафния, рения, иридия, или платины.
8. Способ по п.1 или 2, дополнительно включающий нанесение на субстрат гибридной пленкообразующей композиции и высушивание композиции с образованием на субстрате покрытия.
9. Способ по п.8, где покрытие является гидрофильным.
10. Способ по п.9, где угол смачивания водой покрытия составляет менее чем приблизительно 10°.
11. Композиция, полученная способом по любому из пп.1-7.
12. Покрытый субстрат, полученный способом по любому из пп.8-10.
13. Способ получения изделия, включающий:
(а) получение композиции, содержащей:
(i) водный носитель; и
(ii) продукт конденсации силокси-соединения и пероксида металла;
(b) нанесение композиции на поверхность субстрата; и
(c) удаление водного носителя с получением изделия, содержащего основанное на силокси-пероксигруппах металла гибридное покрытие на поверхности субстрата, где покрытие является гидрофильным или гидрофобным.
14. Способ по п.13, где композиция дополнительно содержит кристаллические частицы с диаметром менее чем приблизительно 10 нм, содержащие оксид металла или гибридный оксид металла.
15. Способ по п.13 или 14, где толщина покрытия составляет менее чем приблизительно 10 нм.
16. Способ по п.13 или 14, где угол смачивания водой покрытия составляет менее чем приблизительно 10°.
17. Композиция, содержащая:
(a) водный носитель; и
(b) продукт конденсации пероксида кремния и пероксида переходного металла или продукт конденсации органофункционального силана и пероксида переходного металла.
18. Композиция по п.17, дополнительно содержащая кристаллические частицы менее чем приблизительно 10 нм в диаметре, включающие оксид переходного металла, или гибридный оксид металла.
19. Композиция по п.17 или 18, дополнительно содержащая оксид кремния и оксид переходного металла, где массовая доля оксида кремния, в расчете на общий оксид металла, составляет, по меньшей мере, приблизительно 50 мас.%.
20. Композиция по п.19, где массовая доля оксида кремния, в расчете на общий оксид металла, составляет, по меньшей мере, приблизительно 95 мас.% или, по меньшей мере, приблизительно 99 мас.%.
21. Композиция по п.17 или 18, дополнительно содержащая оксид кремния и оксид переходного металла, где массовая доля оксида переходного металла в расчете на общий оксид металла, составляет, по меньшей мере, приблизительно 95 мас.%.
22. Композиция по п.17 или 18, где продукт конденсации содержит кремний и титан, кремний и цирконий, титан и цирконий, или любое их сочетание.
23. Композиция по п.17 или 18, дополнительно содержащая наполнитель.
24. Способ получения композиции, включающий:
(a) получение первой смеси, содержащей:
(i) пероксид кремния или органофункциональный силан;
(ii) пероксид переходного металла; и
(iii) водный носитель; и
(b) кипячение первой смеси при давлении выше атмосферного давления с образованием композиции, содержащей:
(i) водный носитель; и
(ii) продукт конденсации пероксида кремния и пероксида переходного металла или продукт конденсации пероксида кремния и органофункционального силана.
25. Способ по п.24, где композиция, образованная кипячением первой смеси при давлении выше атмосферного давления, дополнительно содержит кристаллические частицы менее чем приблизительно 10 нм в диаметре, содержащая оксид переходного металла или гибридный оксид металла.
26. Способ по п.24 или 25, где первая смесь находится в виде коллоидной суспензии.
27. Способ по п.24 или 25, дополнительно включающий соединение (а) водного раствора, содержащего пероксид с (b) коллоидной суспензией, содержащей аморфный гидроксид металла и гидроксид кремния в водном носителе для образования коллоидной суспензии, содержащей пероксид переходного металла и пероксид кремния.
28. Способ по п.24 или 25, дополнительно включающий:
(a) объединение хлорида кремния, хлорида переходного металла и кислоты с водным носителем с образованием второй смеси;
(b) существенную нейтрализацию второй смеси;
(c) фильтрацию второй смеси с образованием аморфного гидроксида металла и гидроксида кремния; и
(d) суспендирование аморфного гидроксида металла и гидроксида кремния в водном носителе с образованием коллоидной суспензии, содержащей аморфный гидроксид металла и гидроксид кремния в водном носителе.
29. Композиция, полученная способом по любому из пп.24-28.
30. Способ получения изделия, включающий:
(a) получение композиции, содержащей:
(i) водный носитель; и
(ii) продукт конденсации пероксида кремния и пероксида переходного металла или пероксида кремния и органофункционального силана;
(b) нанесение композиции на поверхность субстрата; и
(c) удаление водного носителя для получения изделия, содержащего покрытие из гибридного оксида металла на поверхности субстрата.
31. Способ по п.30, где композицию получают способом, включающим:
(a) получение первой смеси, содержащей:
(i) пероксид кремния или органофункциональный силан;
(ii) пероксид переходного металла; и
(iii) водный носитель; и
(b) кипячение первой смеси под давлением выше атмосферного давления с образованием композиции, содержащей:
(i) водный носитель; и
(ii) продукт конденсации пероксида кремния и пероксида переходного металла или пероксида кремния и органофункционального силана.
32. Способ по п.30, где композицию получают способом, включающим;
(a) получение первой смеси, содержащей:
(i) пероксид кремния или органофункциональный силан;
(ii) пероксид переходного металла; и
(iii) водный носитель; и
(b) кипячение первой смеси под давлением выше атмосферного давления с образованием композиции, содержащей:
(i) водный носитель; и
(ii) продукт конденсации пероксида кремния и пероксида переходного металла и органофункциональный силан; и
(iii) кристаллические наночастицы, содержащие оксид переходного металла.
33. Способ по любому из пп.30-32, дополнительно включающий удаление покрытия с субстрата с образованием наночастиц в виде порошка.
34. Изделие, полученное способом по любому из пп.30-33.