超疏水材料的应用前景
材料科学中的超疏水表面技术

材料科学中的超疏水表面技术材料科学是一门重要的学科,它研究各种物质的性质、结构、制备和应用等方面。
在材料科学中,超疏水表面技术受到越来越多的关注和研究。
下面,我们将详细了解这一技术的原理、应用和未来发展方向。
一、超疏水表面技术的原理超疏水表面技术是指通过特殊方法处理表面,使得其具有极强的疏水性能,即液滴在表面上呈现出球形或半球形的情况。
这种技术的核心在于微纳级的表面结构和化学成分的优化。
其中,微纳级的表面结构是关键因素之一。
通过制备一定尺度的微纳级结构,可以增加表面的接触角,即水滴在表面上的接触角大于90度。
同时,微纳级结构还可以改变水滴在表面上的运动方式,使其更容易滚动或滑落。
这些特性使得表面具有更好的自清洁、防污和防腐蚀功能。
另一个重要的因素是化学成分。
通过在表面增加亲水基团或疏水基团,可以调节表面的亲疏水性。
通过控制不同基团的分布密度和类型,可以实现不同功能的超疏水表面。
二、超疏水表面技术的应用超疏水表面技术具有广泛的应用前景,尤其在以下几个方面。
1. 自清洁材料超疏水表面可以有效地减少物质在表面上的侵蚀和积垢,因此可以应用于自清洁材料的制备。
例如,建筑材料、汽车玻璃、纺织品等都可以通过超疏水表面技术实现自清洁效果。
2. 防水和防污涂层超疏水表面可以抵御水和油等液体的渗透和附着,因此可以用于制备防水和防污涂层。
例如,建筑物的屋顶和外墙、飞机的机身和车辆的表面等都可以通过超疏水涂层实现防水和防污效果。
3. 生物医学应用超疏水表面还可以应用于生物医学领域。
通过在医疗器械表面制备超疏水结构,可以防止细菌和其他微生物的附着,从而减少感染的发生。
同时,超疏水表面还可以在肝功能损伤等情况下,帮助肝脏细胞愈合和再生。
三、超疏水表面技术的未来发展在未来,超疏水表面技术将会得到进一步发展和应用。
其中,以下几个方面将是重点。
1. 细化表面结构随着技术的逐步提升,表面结构已经从微观范围向纳米级发展。
未来,细化表面结构将更加普遍,甚至可能到达亚微米级。
超疏水性材料

超疏水性材料超疏水性材料是一种具有极强疏水性能的材料,其表面能够使水珠快速滚动并迅速脱离表面,同时也能有效地抵御水珠的附着和渗透。
这种材料在各个领域都有着广泛的应用,包括纺织、建筑、医疗和环境保护等方面。
在本文中,我们将探讨超疏水性材料的特性、制备方法以及应用前景。
超疏水性材料的特性主要体现在其表面的微观结构和化学成分上。
通常来说,超疏水性材料的表面会具有微纳米级的结构,这些微观结构能够使水珠无法在其表面停留,从而实现疏水效果。
此外,材料的化学成分也会影响其疏水性能,一些特殊的化学成分能够使材料表面形成疏水膜,从而实现超疏水性。
制备超疏水性材料的方法多种多样,常见的方法包括化学表面修饰、纳米结构构筑和表面涂层等。
化学表面修饰是通过改变材料表面的化学成分来实现疏水性能的提升,这种方法通常会采用化学溶液浸渍或气相沉积等技术。
纳米结构构筑则是通过在材料表面构筑微纳米级的结构来实现超疏水性,常见的方法包括溶液浸渍、模板法和电化学沉积等。
表面涂层是在材料表面涂覆一层特殊的疏水性材料,使其表面具有超疏水性能。
超疏水性材料在各个领域都有着广泛的应用前景。
在纺织领域,超疏水性材料可以用于制备防水、防污的功能性纺织品,如雨衣、户外服装等。
在建筑领域,超疏水性材料可以应用于建筑涂料、玻璃表面处理等方面,起到防水、防污的作用。
在医疗领域,超疏水性材料可以用于制备医疗器械表面,减少细菌附着,起到抗菌的作用。
在环境保护领域,超疏水性材料可以用于油水分离、污水处理等方面,起到净化环境的作用。
总的来说,超疏水性材料具有广阔的应用前景,其制备方法也在不断地得到改进和完善。
随着科技的不断发展,相信超疏水性材料在未来会有更加广泛的应用,为各个领域带来更多的创新和发展。
超疏水材料的制备与应用前景

超疏水材料的制备与应用前景哎呀,要说这超疏水材料,那可真是个神奇的玩意儿!我记得有一次,我去公园散步,正好赶上下雨。
我躲在亭子里避雨,看到旁边的荷叶上,水珠一颗颗滚落,荷叶却一点也没被打湿。
当时我就想,这大自然可真是奇妙,居然有这种神奇的现象。
后来我才知道,这其实就是超疏水现象的一种体现。
那什么是超疏水材料呢?简单来说,就是一种表面与水的接触角大于 150 度,滚动角小于 10 度的材料。
要制备这种神奇的材料,方法还真不少。
比如说,我们可以用化学气相沉积法。
这就好比是给材料穿上一层特殊的“防护服”,让水根本沾不上边。
还有溶胶凝胶法,就像是给材料做了一次“美容护理”,让它的表面变得超级光滑,水一碰到就溜走了。
咱们先来说说化学气相沉积法。
这个方法就像是在一个神奇的魔法室里操作一样。
把需要处理的材料放进一个充满特殊气体的容器里,然后通过加热或者其他方式,让这些气体在材料表面发生反应,形成一层薄薄的、具有超疏水性能的涂层。
这层涂层就像是给材料披上了一层隐形的雨衣,水滴滴上去,就像在荷叶上一样,咕噜噜地滚走了。
溶胶凝胶法呢,稍微有点复杂。
先得准备好一些特殊的化学溶液,然后把材料浸泡在里面。
这些溶液会慢慢地发生化学反应,在材料表面形成一层凝胶。
经过一系列的处理,比如干燥、加热等等,这层凝胶就会变成具有超疏水性能的涂层。
这个过程就像是给材料做了一个深度的 SPA,让它焕然一新,拥有了超级疏水的能力。
还有一种方法叫模板法。
这就像是用一个模具来塑造材料的形状和表面结构。
先准备一个具有特殊微观结构的模板,然后把材料填充进去或者在模板表面进行处理。
最后去掉模板,留下的就是具有超疏水表面结构的材料啦。
这种方法就像是做蛋糕的时候用模具做出各种形状一样,只不过我们做出来的不是蛋糕,而是超疏水材料。
除了这些方法,还有刻蚀法、自组装法等等,每一种方法都有它的独特之处。
那超疏水材料都能用来干啥呢?这用处可多了去了!比如说在建筑领域,我们可以把超疏水材料涂在建筑物的外表面,这样雨水就不会在墙壁上留下痕迹,建筑物也不容易受到雨水的侵蚀。
水利工程中新型超疏水材料应用前景展望

3、生物仿生材料:模仿自然界中的生物表面结构,制备出具有高透光性和 耐磨性的超疏水材料。
4、其他新型超疏水材料:如金属有机框架(MOFs)材料、多孔陶瓷材料等。
参考内容
引言
随着科学的不断发展,新型材料的技术和应用越来越受到人们的。其中,超 疏水材料作为一种具有特殊表面性能的材料,引起了广泛的兴趣。超疏水材料具 有防水性和透气性,在众多领域中具有广阔的应用前景。本次演示将详细介绍超 疏水材料的定义、应用状况以及市场前景进行分析。
参考内容二
摘要:超疏水材料是一种具有特殊表面性能的材料,具有极低的液体吸附性 和高度的水滑性。本次演示将综述超疏水材料的研究现状,包括材料选择、材料 性能及其应用前景。最后,本次演示将总结目前的研究成果和不足,并强调未来 研究的需求和方向。
引言:超疏水材料是一种新型的功能材料,其表面具有特殊结构,使得液体 在与材料表面接触后迅速滑落,具有极低的水接触角和极高的水滑性。这种材料 在防尘、防水、防污等领域具有广泛的应用前景。近年来,研究者们在超疏水材 料的制备与应用方面进行了大量研究,取得了一系列重要的研究成果。然而,超 疏水材料的研究仍面临一些挑战,需要进一步深入探讨。
水利工程中新型超疏水材料应 用前景展望
目录
01 引言
03
新型超疏水材料研究 进展
02 研究现状 04 参考内容
引言
水利工程是国民经济的基础设施之一,对于保障水资源安全、促进经济发展 具有重要意义。然而,随着全球气候变化和人类活动的加剧,水利工程面临着越 来越多的挑战。为了提高水利工程的效能和安全性,新型超疏水材料的应用逐渐 成为研究的热点。本次演示将介绍水利工程中新型超疏水材料的应用前景展望。
超疏水材料的定义和应用状况
超疏水材料的看法

超疏水材料的看法
超疏水材料是一种具有特殊表面结构的材料,它能够高度排斥水分,使水滴在表面上迅速滚落,甚至能够形成水珠不易附着的效果。
这种材料具有许多优点,如自清洁、抗污染、抗霉菌和防腐蚀等。
对于某些领域的应用来说,超疏水材料可以提高材料的性能和寿命。
首先,超疏水材料可以应用于建筑材料中,如玻璃、金属、陶瓷等,可以保持表面清洁,减少污染物附着,提高建筑物外墙的美观性和持久性。
其次,超疏水材料也可以应用于纺织材料中,用于制作防水衣物、雨伞、鞋子等产品,能够有效地防止水分进入,让人们在雨天保持干燥舒适。
此外,超疏水材料还有潜在的应用于医疗领域,如制作抗菌衣料、医疗器械表面涂层等,可以减少菌群滋生和交叉感染的风险。
然而,超疏水材料也存在一些挑战和限制。
首先,制造这类材料的成本可能较高,这在大规模应用中可能成为制约因素。
其次,超疏水表面在受到磨擦或损伤后,可能会降低其抗水性能。
最后,对于一些特定液体,如油,超疏水材料的效果可能不明显。
总的来说,超疏水材料在许多领域具有广阔的应用前景,可以
带来许多优势和功能。
随着技术的不断进步,可以预计超疏水材料的性能和可持续性将进一步提高,从而扩大其应用范围。
超疏水材料的设计与制备

超疏水材料的设计与制备近年来,超疏水材料备受关注,因其在自洁、防污、抗污染等领域具有广泛应用前景。
本文将讨论超疏水材料的设计原理以及制备方法。
一、超疏水材料的设计原理超疏水材料的疏水性主要取决于其表面的微观结构和化学成分。
常见的超疏水材料设计原理包括微结构模仿与表面修饰两种。
微结构模仿是通过模仿自然界中一些生物体表面的特殊结构,实现超疏水性。
例如,莲叶表面是超疏水的,其疏水性能源于其微米级的细疙瘩结构和纳米级的蜡质颗粒。
将这种微结构复制到材料表面,可以使其具有类似的超疏水性能。
表面修饰是通过在材料表面改变其化学成分,实现超疏水性。
这种方法通常包括两个步骤:首先,将材料表面处理成亲水性;然后,通过化学反应将亲水表面转变为疏水表面。
具体的表面修饰方法包括化学气相沉积、溶液浸渍和化学修饰等。
这些方法可以改变材料表面的化学成分,使其具有疏水性。
二、超疏水材料的制备方法超疏水材料的制备方法多种多样,根据具体需求的不同,选择适合的制备方法至关重要。
下面将介绍几种常用的制备方法。
1. 纳米粒子法纳米粒子法是一种常见的制备超疏水材料的方法。
首先,通过化学合成或物理方法获得一定大小的纳米粒子;然后,在材料表面涂覆一定厚度的纳米粒子,形成类似于莲叶表面的微结构,从而实现超疏水性。
2. 化学修饰法化学修饰法是通过在材料表面进行一系列的化学反应,改变其化学成分,实现超疏水性。
常用的化学修饰方法包括硅烷偶联剂修饰、金属有机骨架材料修饰等。
3. 高分子涂层法高分子涂层法是通过在材料表面涂覆一层高分子材料,形成一定的表面结构和化学成分,实现超疏水性。
常用的高分子材料包括聚四氟乙烯、聚合物聚合方法和聚合物共挤出法等。
三、超疏水材料的应用前景超疏水材料具有广泛的应用前景。
以下是几个典型的应用领域。
1.自洁涂料超疏水涂料能够使涂层表面形成微细的颗粒结构,使污染物无法附着在涂层表面,从而实现自洁效果。
这种自洁涂料可以应用于建筑、汽车、船舶等领域。
2024年疏水涂层市场需求分析

疏水涂层市场需求分析1. 引言疏水涂层是一种可以在物体表面形成疏水特性的涂层材料,具有广泛的应用前景。
本文将对当前疏水涂层市场的需求进行分析,以帮助企业更好地了解市场需求,为产品研发和市场营销提供参考。
2. 市场规模根据市场调查数据显示,近年来疏水涂层市场需求呈现稳步增长的趋势。
疏水涂层在建筑、汽车、航空航天、电子设备等领域都得到了广泛应用,并且市场前景广阔。
3. 市场需求分析3.1 建筑领域需求建筑领域对疏水涂层的需求主要集中在外墙涂料以及屋顶涂层上。
疏水涂层可以有效防止水分侵入建筑物内部,提高建筑物的防水和抗腐蚀能力。
随着人们对建筑品质和安全的要求不断提高,疏水涂层市场在建筑领域的应用将持续增长。
3.2 汽车工业需求汽车制造业对疏水涂层的需求主要体现在汽车外饰和内饰方面。
疏水涂层可以保护汽车车身和内饰件免受雨水、灰尘等外界环境的侵害,延长汽车使用寿命,并提高车辆的外观质量。
3.3 航空航天领域需求在航空航天领域,疏水涂层的应用非常重要。
疏水涂层可以降低飞机表面的空气阻力,提高飞机的燃油效率。
同时,疏水涂层还能减少冰封对飞机表面的影响,提高飞行安全性。
3.4 电子设备需求随着电子设备的普及和应用范围的扩大,对疏水涂层的需求也在逐渐增加。
疏水涂层可以保护电子设备表面免受水分、尘埃、油污等的侵害,提高设备的使用寿命和可靠性。
4. 发展趋势分析疏水涂层市场的发展趋势主要体现在以下几个方面:•技术创新:目前,研究人员正在不断探索新的疏水涂层材料和制备方法,以提高疏水涂层的性能和稳定性。
•环保可持续:随着人们对环保意识的提高,市场对环保型疏水涂层的需求也在增加。
疏水涂层生产商应该注重绿色环保产品的研发,以满足市场需求。
•多领域应用:未来,疏水涂层的应用领域将进一步拓展,如电子设备、食品包装等领域都有潜力成为新的疏水涂层市场。
5. 结论当前疏水涂层市场呈现良好的增长态势,市场需求主要集中在建筑、汽车、航空航天和电子设备等领域。
浅谈超疏水材料的应用前景

浅谈超疏水材料的应用前景超疏水材料是一类具有极强防水性能的材料,能够在其表面形成高度疏水的特性。
超疏水材料的应用前景非常广泛,以下将从工业、医疗、环境和生活等方面进行探讨。
首先,在工业领域,超疏水材料可以应用于液体分离和油水分离。
传统的分离方法需要耗费大量的能源和资源,而超疏水材料可以通过其疏水特性实现液体分离,从而节省资源并减少环境污染。
例如,将超疏水材料应用于油水分离装置,可以实现高效分离,并减少水资源的浪费。
此外,超疏水材料还可以应用于自清洁涂料、防腐材料等领域,提高工业材料的耐用性和性能。
其次,在医疗领域,超疏水材料有着广泛的应用前景。
例如,超疏水材料可以应用于医疗器械表面涂层,具有阻止细菌和病毒附着的作用,减少交叉感染的风险。
此外,超疏水材料还可以应用于人工皮肤和人工器官的制造,提高其稳定性和生物相容性。
超疏水材料的应用可以大大提高医疗领域的卫生标准和手术效果。
再次,在环境领域,超疏水材料可以应用于净化水源和治理水污染。
水是人类生活的基本需求,而水资源的污染和紧缺已经成为全球面临的问题。
超疏水材料可以通过其高度疏水的特性,使污染物无法进入水体,从而实现水的净化和保护。
例如,超疏水材料可以应用于河流、湖泊的保护和水域生态的恢复工作。
最后,在生活领域,超疏水材料也有着广泛的应用前景。
例如,超疏水材料可以应用于建筑材料,如窗户、墙面等,具有自清洁和防尘的功能。
此外,超疏水材料还可以应用于家居用品,如锅具、餐具等,防止水和油污渗透,提高其使用寿命和卫生程度。
超疏水材料的应用可以为人们的生活提供便利和舒适。
综上所述,超疏水材料具有广泛的应用前景,包括工业、医疗、环境和生活等方面。
随着科学技术的发展和研究的深入,超疏水材料的性能和应用领域将不断拓宽,为人类社会带来更多的福祉。
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目录<❶引言0超疏水的基本原理o超疏水材料的制备方法❹超疏水材料的应用0超疏水表面材料存在的问题及发展趋势在大自然中有着许多值得人类探索和学习的现象,人们轟类现象加以研究并运用到改善生产和生活中,统称为仿许多动植物的外表所具有的自清洁功能的现象,具有这类现象的最典型的例子就是出淤泥而不染的荷叶表面。
自然界中许多动植物都具有这类功能,诸如鸟类的羽毛、水邑(min)的腿部以及蝴蝶的翅膀等。
在宏观上这些组织或者器官均表现出水的极难浸润与挂壁。
其原因在于它们的表面具有超疏水性的组成与结构,因此这类材料被称为超疏水性新料。
超疏水表面在日常生活用品、公共建筑、乃至国防航空等方面有着广泛的应用。
另一方面,作为一种典型的界面现象,表面浸润性在界面化学、物理学、材料学、界面结构设计以及其它交叉学科的基础研究中也有极为重要的研究价值。
由于其重要性,各行业、各领域的专家及科研人员都开始加入到这方面的研究黯蠶闖爨輕驾繳勰成杲应用到改善目前,人们通常用液体在材料表面的接触角来表征材料表面的润湿性。
按照水滴在材料表面接触角大小的不同, 我们可以将材料进行如下分类:当接触角小于90。
时,我们认为这种材料是亲水材料;如果水滴在材料表面的接触角小于5。
,那么这种材料是超亲水材料,例如经浓硫酸和双氧水(体积比为7: 3)处理过的硅片,水滴在它的上面会立刻铺展开,展示出超亲水的性质;当材料表面接触角大于90°时,我们认为这种材料是疏水材料;如果材料的表面接触角大于150°,滚动接触角小于10°,那么我们认为这种材料是超疏水材料,例如我们前面所提到的荷叶,水滴在其表面的接触角大于150。
,不能稳定停留,极易滑落,因而造就了它“出淤泥而不染”的性质。
我们研究的重点是超疏水表面。
的优劣。
接触角接触角是表征固体表面疏水性优劣的指标之一,通常情况下,在不完全润湿性表面会形成一个冠形 液滴,如图所示。
的接触角8v 90° ,此表面描述为亲水性表面,90° <0<150°为疏水性表面,150° <0<175°为超疏水表面,175° <0<180°为极端疏水表面,而当0=180°的表面称之为完全疏水表面。
因此,用接触角就能比较直观、方便的来描述固体表面疏水性当气、液、 三相接触达到平衡时,在三相接触的公共点处作液一气界面的切线,我们把此切线与固一液界面的夹角称为接触角但)。
如果固体表面援觸角小:IS 水性接觸角大:丹水性滚动角上面所描述的接触角所表征的是水滴在水平面上的表现,而现实中的平面往往不是水平的,更多的是斜面。
水滴在倾斜表面上可能滚动或停滞,这种状态可以用滚动角进行表征。
所谓滚动角是指液滴在固体表面开始滚动时的临界表面倾斜角度a(如图所示)。
若液滴开始滚动的倾斜角越小,表明此表面的超疏水性越好。
在倾斜表面,在水滴即将滚落下的临界状态下,水滴前部和尾部形成两个不同的接触角ea和er。
接触角滞后值是这两个角的差值,可以用于表征固体表面所呈现出的亲一疏水状态。
液滴的滚动特性随着该接触角的滞后值的上升而减弱。
综上所述,固体与液体的相互浸润性的好坏及其所表现出的亲一疏水性是由接触角和滚动角两者共同表征。
接触角越大和滚动角越小说明材料表面的疏水性越强。
三、超疏水材料的制备方法❶模板法❸电化学方法❺其他方法化学刻蚀法❹化学气相沉积法模板法这种方法是一种来自于化学仿生学中制备纳米材料的方法,它的基本思想就是以某种粗糙的微纳米结构固体表面为基底,然后将易软化材料在化,之后就能得到和基底表面反向印相信息的粗糙纳米结构;有的它的表面固也以有机分子或它的自组装体系作为模板剂,在某种溶剂中,经过范德华力、离子键与氢键等协同作用下,模板剂就会对游离在溶剂中有机前躯体进行一定的引导,这样就能得到有序具有纳米结构的粒子或薄膜。
江雷等用模板法,合成了聚乙烯醇和聚丙烯月青的纳米纤维序列膜,就是采用多孔氧化铝作为模板,这种纳米纤维序列膜接触角值能高达173.8° o金美花等也是利用多孔氧化铝为模板,有机高分子聚合物在多孔氧化铝的模板中孔道的内壁上附着,得到了聚苯乙烯的纳米阵列薄膜,这种膜的静态接触角达到162 ° o模板法不需要复杂加工设备,模板可以使用多次,但也有不足之处,如复杂形状的表面用模板法制备较困难且效率低;用PDMS复型得到的软模板力学性能不佳,在使用过程中会出现坍塌、撕裂或粘连等现象,复型难以达到精确控制,无法复制精度小于50nnn的微细结构。
目前,用模板法制备超疏水表面以聚合物超疏水表面为主,实验结果仍停留在实验室阶段,制备大面积超疏水表面的工作仍有一定难度。
化学刻蚀法化学刻蚀法是指用不同组成的刻蚀试剂对金属或者合金表面进行侵蚀,利用晶格缺陷或合金不同成分耐腐蚀性差异进行选择性刻蚀,通过控制刻蚀试剂浓度和刻蚀时间,得到合适的微观粗糙结构,然后再用低表面能物质修饰,制备成超疏水表面。
李艳峰等用盐酸刻蚀铝合金,刻蚀后铝合金表面呈现出由矩形的凸台和凹坑构成的复杂粗糙表面结构,经氟化试剂表面改性后,水滴接触角在156°左右,滚动角为5°左右。
Baitai Qian等利用becKs位错刻蚀剂腐蚀Al,Zn5 Cu多晶型金属,再进行表面氟化从而制得最高接触角156。
,滚动角和滞后角都很小的超疏水表面。
化学刻蚀法制备超疏水表面有较好的选择性,并且可以对复杂形状的物体表面进行刻蚀,效率高,成本低,但也有不足,如过度刻蚀对表面造成损伤,破坏基体材料的力学性能,刻蚀过程中会产生废液,需要处理。
电化学方法X.Zhang等采用电化学方法,聚合物电解质对硅片表面进行修饰以后,基底硅片表面上覆盖了大量金的树枝状分形结构,制得表面具有较大接触角及较小滚动角,这说明了被金树枝状结构覆盖的表面具有非常好的超疏水性能。
江雷等采用电纺技术,聚苯乙烯作为反应物,构建了一种类似某些生物的微纳米双微观的的复合结构,生成了一层超疏水膜。
SEM扫描照片中观察到生成的纳米纤维将多孔微球“捆绑”住,这样不仅提高了结构的稳定性,而且也模拟了荷叶的复合结构。
化学气相沉积法该方法制备咸本比较高,特殊材料的制备可以运用气相沉积法。
Yoshimitsu Z等米甬花学气相沉积注,便羔而粗糙度住9.4~60.8nn 范围内,然后于其表面上用氟硅烷低表面能物质进行修饰,得到了透明的超疏水薄膜。
该小组在实验过程中还观察到超疏水薄膜的表面不仅具有相同的聚集方式而且化学成分也很类似,改变超疏水表面物理形貌微构造时,该表面的静态接触角有着很大的差异。
因此我们能从中得出结论,尽管粗糙度相似的固体表面,如果其表面形貌微构造存在很大的差异时,那么疏水性能也会因此差别较大。
为此,研究人员对超疏水表面的物理形貌与微观构造进行了大量的实暫并试昌椁生物表面的形貌与微观构造,以期能获得超疏水性江雷研究小组采用化学气相沉积法构建了表面具有纳米冃匕亚微米的双微观结构的ZnO薄膜,测得这种薄膜的静态接触角可高达164.3° , ZnO薄膜具有如此优良的疏水性能更进一步印证了纳米亚微米的双微观结构是构建超疏水表面的必要条件。
该小组还通过反复实验探究了ZnO薄膜超疏水性与亲水性之间的可逆转变。
与此同时,他们还在石英基底上采用化学气相沉积法构建了阵列碳纳米管(ACNT)膜测得该膜表面的静态接触角为158.5°,如果对该膜用氟硅烷进行修饰后,碳纳米管膜表现良好的超双疏性(既疏水又疏油),测得油和水的静态接触角分别为161 °和171。
o其他方法除了上述方法之外,还有相分离法、溶胶一凝胶法、层层组装法、溶液浸泡法等。
在超疏水表面及材料具有广阔应用前景的驱动下,国内外研究人员都做了大量的研究工作。
下面将具体探讨超疏水表面及材料是如何通过对表面修饰来提高传统材料的性能,以及通过改良材料使其具备了一些崭新的附加功能。
我们相信超疏水材料特别是具有超双疏功能的一些材料应用前景定会愈加广阔。
超疏水材料主要利用其自清洁、耐玷污等生物仿生方面的特性进行开发和应用,在诸如军工、农业微流体毛细自灌溉、管道无损运输、房屋建筑以及各种露天环境下工作的设备的防水和防冰等方面有广阔的前景。
具体有以下几方面。
建筑物表面的污染主要是由于空气中微小颗粒的粘 附和雨'雪等的覆盖污染。
超疏水材料因其独特的疏水 性,在建筑物内外墙、玻璃及金属框架等的防水' 防雪 和耐沾污等方面均有广泛的应用前景,可大大降低建筑 物的清洁及维护成本,使得建筑物能长久保持亮丽的外 观。
目前,超疏水表面材料在建筑防污染方面的产品主 要是涂层及防护液等,如中科赛纳技术有限公司采用纳 米合成技术制备的纳米超疏水自清洁玻璃涂层。
该涂层 一般为无色透明' 无毒' 无污染牢固度高且具有自清洁' 防结冰、抗氧化等功能。
德国STO 公司同样根据荷叶 效应原理开发了有机硅纳米乳胶漆。
江苏大学吉海燕、 陈刚等采用蚀刻法处理玻璃也制备了超疏水玻璃表面。
在建筑防污耐水等领域内的应用下雨前 下雨後在船舶提高浮力方面的应用据实验观察不论是在水面的滑行、跳跃还是快速掠过水邑都既不会滑破水面更不会浸湿腿部。
因而也就被美誉为“池塘中的溜冰者”根据这一现象科学家经过论证得出水水邑特殊腿部微纳米结构和水面间形成的“空气垫”阻碍了水邑的浸润,让它们实现了自然界版的“水上漂”。
据了解利用新型超疏水材料制成的超级浮力材料河以使船表面具有超疏水性并因此在其表面形成具体版的“空气垫”改变船与水的接触状态防止船体表面被水浸湿进而使其在水中运行的阻力更小提高速度,节省了能源。
研究人员表明交通工具的“水上飞”河以有效地提高交通工具的速度节省一定的能源肩可能也会顺势引起交通、能源领域的一次革新。
在国外许多铝、铁、碳钢等金属以及合金表面都会用超疏水膜来修饰,以提高其防腐蚀性。
该方法可有效地运用在如管道气体、液体运输减阻等多方面对降低运输能耗提高输送效率有很大帮助未来有较大的开发应用空间。
经成为陆上天然气资源的主要输送方式,但由于天然气中往往含有硫化氢、二氧化碳和水等腐蚀性物质因而管道容易发生均匀腐蚀、坑蚀、电化学腐蚀、冲刷腐蚀等现象。
由于管道内壁表面粗糙等原因天然气的传输效率也较低。
针对上述问题许多学者在这方面做了很多工作,例如在铝及其合金表面上制备超疏水薄膜使其防腐能力明显提高碳纳米管粘接在基材铝板表面以形成复合结构表面,然后用聚四氟乙烯修饰该复合表面上以形成一层超疏水PTFE膜在织物及过滤材料方面的应用采用静电纺丝法或者在材料表面进行处理可制备具有超疏水性的各种微纳米结构纤维。