Kükürt (S), doğada bol bulunan, çok yönlü ve reaktif bir ametaldir. Saf formda doğrudan sol-jel kaplama yapmak zordur çünkü kükürt, klasik metal alkoksit sol-jel sistemlerine benzemez. Ancak organik-inorganik hibrit sol-jel sistemleri, sülfür içeren prekürsörler ya da elementel kükürt dispersiyonları ile bu işlem gerçekleştirilebilir.
Kükürt, özellikle lityum-sülfür bataryaları, optik kaplamalar, gaz sensörleri, biyoaktif filmler ve antibakteriyel yüzeyler için cazip bir malzemedir.
Sol-jel süreçte doğrudan kükürt kullanmak zordur, bu nedenle şu kaynaklardan biri tercih edilir:
Elementel kükürt (toz) – organik çözücü ile disperse edilir
Tiopropiyonik asit, tiol gruplu silanlar (ör. MPTMS) – organik-inorganik hibritler için
Sülfür içerikli polimerik çözücüler (ör. poli(sülfür) bazlı öncüller)
Kükürt tozu, çözücü (etanol, toluen, DMSO, DMF gibi) içinde ultrasonik karıştırıcıyla disperse edilir.
İstenirse silika sol (ör. TEOS ile hazırlanan) eklenerek hibrit yapı elde edilir.
pH ayarlayıcı ajanlar ve kompleksleyici maddeler eklenerek stabil sol elde edilir.
Karışım 1–4 saat karıştırılarak homojenleştirilir.
Spin coating: Şeffaf yüzeyler, sensör platformları için
Dip coating: Metalik veya cam yüzeylerde yaygın
Spray coating: Geniş alanlı kaplamalar için uygun
Düşük sıcaklıkta ön kurutma: 80–100?°C
Opsiyonel: 180–250 °C arası piroliz (faz geçişleri ve kuruma için)
Yüksek sıcaklık önerilmez, çünkü kükürt sublimleşebilir. Atmosfer kontrollü fırın kullanımı önerilir.
İyi kimyasal direnç
Gaz bariyeri oluşturma
Antibakteriyel özellik
Sülfür iletkenliği ve reaktivitesi
Enerji depolamada yüksek kapasiteli katot malzemesi
Lityum-sülfür batarya elektrotları
Kimyasal sensörler (H²S, NOx, SOx tespiti)
Antibakteriyel yüzey kaplama
Optik film ve yansıtıcı kaplamalar
Sülfürle işlevselleştirilmiş fotokatalitik yüzeyler
