仿生超疏水材料
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》篇一仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言随着科技的不断进步，材料科学领域的研究日益深入，其中仿生超疏水材料因其独特的表面性质，在诸多领域中表现出强大的应用潜力。
本文着重研究了一种仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层，通过对生物体表超疏水现象的模仿，赋予涂层优异的自清洁、抗污染、抗腐蚀等性能。
该研究对于拓宽超疏水材料的应用范围、推动相关领域的科技进步具有重要意义。
二、背景介绍自然界中，荷叶等生物体表所具有的超疏水现象一直是科学研究的热点。
通过仿生学原理，研究人员从自然界中获取灵感，制备出仿生超疏水材料。
此类材料在接触液体时表现出优良的拒水性能，能够有效保持材料表面的清洁与干爽。
在众多材料中，聚氨酯因其优异的物理性能和良好的可加工性，成为制备超疏水涂层的理想基材。
三、研究内容本研究采用纳米技术，制备出一种仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层。
首先，通过化学气相沉积法合成具有特殊结构的纳米粒子；然后，将这些纳米粒子与聚氨酯进行复合，制备出涂层材料。
在制备过程中，我们通过控制纳米粒子的形态、尺寸以及分布等参数，优化涂层的超疏水性能。
（一）材料制备本研究所用材料主要包括纳米粒子、聚氨酯及相应的溶剂和添加剂。
具体制备过程包括以下几个步骤：纳米粒子的合成、纳米粒子与聚氨酯的复合、涂层的成膜等。
在制备过程中，严格控制各个步骤的工艺参数，以确保涂层的质量和性能。
（二）表征与性能测试为全面了解涂层的结构和性能，我们采用了多种表征手段和性能测试方法。
包括扫描电子显微镜（SEM）观察涂层的表面形貌、原子力显微镜（AFM）分析涂层的表面粗糙度、接触角测量仪测定涂层的静态和动态接触角等。
此外，我们还对涂层的机械性能、耐候性能、自清洁性能等进行了测试。
四、结果与讨论（一）结果分析1. 通过对涂层表面形貌的观察，我们发现纳米粒子的成功复合使涂层表面呈现出独特的微纳结构，这种结构对于提高涂层的超疏水性能具有重要意义。
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言随着科技的不断进步，材料科学领域中的仿生超疏水材料成为了研究的热点。
超疏水材料以其独特的表面特性，如高疏水性、自清洁性以及低粘附性等，在众多领域如建筑、汽车、纺织、电子等均具有广泛的应用前景。
本文将重点探讨仿生超疏水纳米材料与聚氨酯涂层的结合，以期望开发出一种具有高性能的超疏水涂层材料。
二、仿生超疏水纳米材料的制备与性质仿生超疏水纳米材料是通过模仿自然界中生物的特殊表面结构而制备的。
其表面结构具有微纳米级的粗糙度，同时具有低表面能物质，从而实现了超疏水的特性。
制备方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积、溶胶凝胶法等。
这些方法可以制备出具有不同形貌和尺寸的纳米结构，从而对涂层的性能产生影响。
仿生超疏水纳米材料的主要特点是高疏水性、低粘附性、自清洁性等。
其中，高疏水性使得水滴在材料表面难以附着，而低粘附性则使得附着在表面的污渍和颗粒易于被去除。
此外，自清洁性使得材料表面不易被污染，提高了其使用寿命和稳定性。
三、聚氨酯涂层的改性与应用聚氨酯是一种常用的高分子材料，具有良好的成膜性、耐磨性、柔韧性等特性。
为了使聚氨酯涂层具有超疏水性能，需要对涂层进行改性。
将仿生超疏水纳米材料与聚氨酯涂层相结合，可以在保持聚氨酯原有性能的基础上，进一步提高其超疏水性能。
改性后的聚氨酯涂层在建筑、汽车、纺织等领域具有广泛的应用前景。
在建筑领域，它可以用于外墙涂料、屋顶涂料等，提高建筑物的自清洁性能和耐候性能；在汽车领域，它可以用于汽车漆面涂料，提高汽车的外观质量和耐腐蚀性能；在纺织领域，它可以用于制作防水透气的纺织品，提高纺织品的舒适性和耐用性。
四、仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备与性能研究制备仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的关键在于合理的设计和制备过程。
首先，通过适当的物理或化学方法将仿生超疏水纳米材料与聚氨酯基体复合；其次，通过控制涂层的厚度、粗糙度等因素，实现涂层的超疏水性能；最后，对涂层的性能进行测试和评估。
从自然到仿生的疏水超疏水界面材料
从自然到仿生的疏水超疏水界面材料自然界中存在着许多疏水性极强的物体，比如荷叶、莲花等，它们在接触水的时候会形成水珠，水滴很难在它们表面停留，这种现象被称为“莲叶效应”。
在过去的几十年里，科学家们借鉴了自然界的疏水性特点，研发出了各种仿生的疏水超疏水界面材料，具有广泛的应用前景。
一种常见的仿生疏水超疏水界面材料是由微纳米结构构建而成的，这些微纳米结构可以增加物体表面的粗糙度，从而增大表面与水接触时的接触角，使水珠在物体表面形成较大的接触角，从而实现疏水性。
其中，仿生疏水材料的关键是构建具有微纳米级结构的表面，以实现水珠的快速排泄。
在这方面，研究者们借鉴了自然界中一些具有疏水性的生物材料，比如蜡叶、蜘蛛网等，利用其微纳米结构的特点，研发出了许多具有高疏水性能的仿生疏水超疏水界面材料。
除了微纳米结构，疏水超疏水界面材料还可以包含一些特殊的化学成分，以增强其疏水性能。
例如，研究人员发现一种叫做疏水氟烷的化合物能够在界面上形成稳定的凝胶层，从而实现超疏水性。
将疏水氟烷与微纳米结构相结合，不仅可以在物体表面形成稳定的超疏水层，还可以增强物体表面的抗污染性能。
疏水超疏水界面材料具有广泛的应用前景。
例如，它们可以应用在船舶、飞机等交通工具的表面上，减少水的阻力从而提高运动效率。
此外，它们还可以应用在建筑物的外墙、玻璃窗等表面，减少污染物的沾附，保持干净。
在医学领域，疏水超疏水材料被应用在人体假体表面，以防止细菌和其他微生物的滋生，从而减少感染风险。
除此之外，疏水超疏水界面材料还可以用于水处理和油水分离等领域。
综上所述，自然界中的疏水性物体为科学家们研发疏水超疏水界面材料提供了重要的参考。
通过构建微纳米结构和引入特殊的化学成分，研究人员已取得了一些令人瞩目的成果。
这些疏水超疏水界面材料在交通工具、建筑、医学等领域具有广泛的应用前景，为未来的科技发展带来了新的机遇。
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》篇一仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言仿生超疏水材料在许多领域中都受到了广泛的关注，从工程表面涂层到生物学研究，这种材料的特性都是十分宝贵的。
它们因其具有极高的表面疏水性、自清洁性以及良好的抗污性等特性，在许多领域中都有着广泛的应用前景。
近年来，随着纳米技术的不断发展，将纳米材料与聚氨酯（PU）结合，形成超疏水涂层的研究也日益增多。
本文将就仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究进行探讨。
二、背景介绍仿生超疏水材料是通过模仿自然界中生物表面的微纳结构，以及这些结构对水珠的特殊反应来设计的。
这种材料具有非常低的表面能，使得水珠在其表面形成几乎完美的球形，从而产生超疏水效应。
而纳米技术的引入，使得我们可以在更小的尺度上对材料进行设计和优化，从而进一步提高其性能。
三、研究方法在研究过程中，我们首先选取了合适的纳米材料（如纳米二氧化硅、纳米二氧化钛等）与聚氨酯进行混合。
然后通过特殊的工艺手段（如溶胶-凝胶法、喷涂法等）将混合物制备成涂层。
通过调整纳米材料的种类、尺寸以及浓度等参数，我们可以对涂层的性能进行优化。
此外，我们还利用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等工具对涂层的微观结构进行了观察和分析。
四、实验结果与讨论1. 表面形态分析通过SEM和AFM的观测，我们发现纳米材料的引入使得聚氨酯涂层表面出现了大量的微纳结构。
这些结构能够有效地增加涂层的表面积，从而提高其疏水性能。
此外，这些微纳结构还能够有效地捕捉空气，形成一层空气垫，进一步增强涂层的疏水性能。
2. 疏水性能分析通过接触角测量仪的测量，我们发现经过优化的涂层具有极高的接触角和极低的滚动角。
这意味着水珠在其表面几乎无法停留，从而表现出优异的自清洁性和抗污性。
此外，这种超疏水性能在长时间的实验条件下表现稳定，表明了涂层具有较高的耐久性和稳定性。
3. 性能优化与比较通过调整纳米材料的种类、尺寸以及浓度等参数，我们发现当使用特定类型的纳米材料（如纳米二氧化硅）和适当的浓度时，可以获得最佳的疏水性能。
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》范文
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》篇一仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言随着科技的不断进步，人类对于自然界的生物和它们特有性能的研究愈加深入。
超疏水性能，这一自然界中如荷叶表面、蝴蝶翅膀等存在的现象，引发了科学家们强烈的兴趣和关注。
仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究，正是基于这一自然现象的探索与利用，旨在为人类生活带来更多的便利和可能性。
本文将详细探讨仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备方法、性能以及潜在应用领域。
二、背景及意义超疏水性能指的是材料表面具有极高的水接触角和极低的粘附性，这种特性在防水、防污、防腐蚀等方面具有广泛应用。
通过模仿自然界中具有超疏水性能的生物表面，人们可以开发出新型的仿生超疏水材料。
这类材料在汽车、建筑、纺织、医疗等领域具有巨大的应用潜力。
例如，在汽车领域，仿生超疏水涂层可以有效地防止车身积水和积污，提高汽车的使用寿命和安全性；在建筑领域，这类涂层可以用于制作自清洁的建筑外墙和窗户等。
因此，对仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
三、制备方法仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备主要包括以下几个步骤：首先，制备纳米级的超疏水材料；其次，将这种材料与聚氨酯进行复合；最后，通过特定的工艺将复合材料涂覆在基材表面。
在制备过程中，需要严格控制材料的粒径、分布以及涂层的厚度等参数，以保证涂层的超疏水性能和稳定性。
四、性能研究仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层具有优异的超疏水性能和稳定性。
通过对其表面微观结构的研究发现，纳米级的超疏水材料能够在涂层表面形成一种特殊的微纳结构，使得水滴在涂层表面形成球形，不易扩散和附着。
此外，该涂层还具有良好的耐磨损性、耐化学腐蚀性和热稳定性等优点。
这些优良的性能使得仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层在各种环境下都能保持稳定的超疏水性能。
五、应用领域1. 汽车领域：仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层可以用于汽车车身、挡风玻璃等部件的表面涂装，以提高汽车的防水、防污和防腐蚀性能，延长汽车的使用寿命。
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》
《仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究》篇一仿生超疏水纳米材料-聚氨酯涂层的研究一、引言随着科技的不断进步，材料科学领域的研究日益深入，其中仿生超疏水材料因其在防污、自清洁以及防雾等领域的独特应用，受到广泛关注。
在众多仿生超疏水材料中，纳米材料/聚氨酯涂层因具有优异的物理性能和化学稳定性，成为研究的热点。
本文将重点探讨仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的制备方法、性能及其应用前景。
二、仿生超疏水纳米材料的制备方法仿生超疏水纳米材料的制备主要包括两个步骤：首先，通过特定的方法制备出具有纳米结构的表面；其次，利用低表面能物质对表面进行修饰，以降低表面自由能，从而达到超疏水效果。
目前，制备仿生超疏水纳米材料的方法主要有溶胶-凝胶法、模板法、化学气相沉积法等。
其中，溶胶-凝胶法因其操作简便、成本低廉等特点，被广泛应用于实验室研究。
该方法主要通过溶胶在基底上凝胶化，形成具有纳米结构的薄膜，然后通过修饰低表面能物质实现超疏水效果。
三、聚氨酯涂层的制备与性能聚氨酯涂层因其优异的物理性能和化学稳定性，被广泛应用于各种领域。
为了实现超疏水性能，通常在聚氨酯涂层中引入纳米材料。
聚氨酯涂层的制备方法主要包括溶液法、熔融法等。
其中，溶液法因其操作简便、可控制性强等特点被广泛采用。
在制备过程中，将纳米材料分散在聚氨酯溶液中，然后通过涂覆、干燥等步骤形成涂层。
经过适当的处理后，涂层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和超疏水性能。
四、仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层的性能及应用仿生超疏水纳米材料/聚氨酯涂层因其优异的性能，在各个领域有着广泛的应用前景。
首先，在自清洁领域，仿生超疏水涂层具有优异的自清洁性能。
其表面不易附着灰尘和污垢，雨水等液体在表面滚动时能带走附着物，实现自清洁效果。
此外，该涂层还具有防雾、防污等性能，可广泛应用于建筑、汽车等领域。
其次，在防护领域，由于该涂层具有优异的耐磨性和耐腐蚀性，可应用于金属、塑料等材料的表面防护。
镁合金仿生超疏水涂层的构建及耐腐蚀性研究
镁合金仿生超疏水涂层的构建及耐腐蚀性研究一、本文概述镁合金作为一种轻质、高强度的金属材料，在航空航天、汽车制造、医疗器械等领域具有广泛的应用前景。
然而，镁合金的耐腐蚀性较差，容易在潮湿或腐蚀性环境中发生电化学腐蚀，这限制了其在实际应用中的使用寿命。
为了改善镁合金的耐腐蚀性，研究者们提出了多种表面处理技术，其中仿生超疏水涂层技术因其独特的防水和自清洁性能受到了广泛关注。
本文旨在探讨镁合金仿生超疏水涂层的构建方法及其耐腐蚀性研究。
我们将介绍仿生超疏水涂层的基本原理及其在金属防腐领域的应用背景。
然后，详细阐述构建镁合金仿生超疏水涂层的具体步骤，包括涂层材料的选择、制备工艺的优化以及涂层结构的表征。
接着，通过一系列实验手段，如接触角测量、电化学腐蚀测试等，评估仿生超疏水涂层对镁合金耐腐蚀性能的提升效果。
结合实验结果，讨论仿生超疏水涂层在镁合金防腐领域的应用前景及潜在改进方向。
通过本文的研究，我们期望为镁合金的耐腐蚀性提升提供一种新的有效途径，同时推动仿生超疏水涂层技术在金属防腐领域的应用发展。
二、镁合金仿生超疏水涂层的构建在构建镁合金仿生超疏水涂层的过程中，我们采取了一种多步骤的方法，旨在模仿自然界中生物表面的微观结构和润湿性，从而赋予镁合金表面优异的超疏水性能。
我们对镁合金表面进行了预处理，包括清洗、打磨和超声波清洗等步骤，以确保表面的清洁度和粗糙度，为后续的涂层构建打下良好的基础。
接下来，我们采用了一种特殊的涂层材料，该材料具有良好的附着力和耐腐蚀性。
通过喷涂或浸涂的方式，将涂层材料均匀涂覆在镁合金表面，形成一层均匀的涂层。
为了增强涂层的超疏水性能，我们在涂层表面构建了微纳米结构。
这些结构通过模仿自然界中荷叶等生物表面的微观结构，使得涂层表面具有极低的表面能和高度的粗糙度。
我们通过化学刻蚀、溶胶-凝胶法或模板法等方法，在涂层表面形成了微纳米级的凸起和凹槽，从而实现了超疏水性能。
我们对构建好的涂层进行了表征和性能测试。
仿生超疏水材料的研究进展及应用2400字
仿生超疏水材料的研究进展及应用2400字摘要：在仿生研究领域，许多奇特的微/纳生物表面现象给予人们大量的启示。
比如荷叶效应、水黾在水面上奔跑以及蝴蝶翅膀的自洁，引发了人们对超疏水材料的研究兴趣。
本文综述了仿生超疏水表面的润湿性原理、主要制备方法和应用。
毕业关键词：仿生超疏水；润湿性；制备方法；应用在时间的长河中，大自然不断地孕育生命，每一个生命体都具有其独特的艺术性、科学性。
人类在不断适应自然、认识自然的同时，逐渐开始研究自然。
仿生研究是人们学习自然，提高现有技术的有效手段。
在仿生研究领域，许多奇特的微纳生物表面现象给予了人们大量的启示与想象空间[1]。
比如荷叶效应[2] 、水黾在水面上奔跑以及蝴蝶翅膀的自洁[3]，引发了人们对仿生超疏水材料的研究兴趣。
1 润湿性原理固体表面的润湿性[4]对揭示表面亲、疏水性，强化表面疏水性能和制备疏水表面具有重要意义。
描述润湿性的指标为与水的接触角，接触角小于9O°，为亲水表面，接触角大于90°，为疏水表面，接触角大于150°，则称为超疏水表面。
Wenzel[5]假设液体始终填满固体表面上的凹槽结构，粗糙表面的表观接触角θ?与光滑平坦表面本征接触角θ存在以下关系：r（γs-g-γl-s）/γl-g=cosθ?=r cosθ，式中r是材料表面的粗糙度因子，为固液界面实际接触面积与表观接触面积之比。
而Cassie[6]认为疏水表面上的液滴不能填满粗糙表面上的凹槽，凹槽中液滴下存留空气，从而表观上的固液接触实际上是固液、固气接触共同组成，提出cosθ?=fs（1+ cosθ）-1，式中：fs是复合接触面中凸起固体面积与表观接触面积之比，其值小于1。
而Cassie和Baxter[7]从热力学角度得到适合任何复合表面接触的Cassie-Baxter方程cosθ?=f1cosθ1+ f2cosθ2，式中θ?是复合表面的表观接触角，f1、f2分别是两种介质在固体表面上所占面积的比例，θ1、θ2分别是2种介质界面间（固液、气液）的本征接触角。
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仿生超疏水表面的制备技术及其进展摘要：仿生超疏水表面具有防水、自清洁等优良特性。
自然界中存在许多无污染、自清洁的动植物表面，如超疏水的荷叶表面、超疏水各向异性的水稻叶表面、超疏水的暗翼表面等。
影响材料表面润湿性的主要因素有材料表面能、表面粗糙度和表面微一纳结构。
超疏水表面的自清洁功能源自于表面形貌与低表面能物质的共同作用，可以通过两类技术路线来制备超疏水表面：控制材料表面能和修饰微细结构表面。
关键词：润湿性；仿生；超疏水；接触角超疏水(Super—hydrophobic)是指表面上水的表观接触角超过150。
的一种特殊表面现象。
近年来，超疏水表面引起了人们极大的关注，它在自清洁材料、微流体装置以及生物材料等领域中有着广泛的应用前景[ ]。
最典型的例子就是自然界中的荷叶表面，水滴在叶面上可以自由滚动．能够将附着在叶面上的灰尘等污染物带走。
从而使表面保持清洁。
1 基本原理润湿性是材料表面的重要特征之一。
描述润湿性的指标为与水的接触角0，接触角小于9O。
为亲水表面，接触角大于90。
为疏水表面，接触角大于150。
则称为超疏水表面。
对于光滑平整的理想固体表面，水滴在其表面上的形状是由固体、液体和气体三相接触线的界面张力来决定的，水滴接触角的大小可以用经典杨氏方程来表示：cos ：Lv 其中，、Ts 、分别是固一气、固一液和液一气界面的表面张力。
对于粗糙表面．Wenzel方程[21认为水滴粗糙表面完全浸润，其液滴接触角为：cosO~=FcosO式中，r为表面粗糙度，即实际表面积与面投影面积之比值。
根据Wenzel方程，对于疏水表面，增加表面粗糙度，液滴的接触角增大。
Wenzel方程揭示了粗糙表面的表观接触角与本征接触角间的关系。
当固体表面由不同种类化学物质促成时，Cassie~zJ进一步拓展了Wenzel的上述处理。
他认为水滴在粗糙表面接触在两种界面：水滴与固体界面以及由于毛细现象水滴无法进入微孔而形成空气垫从而形成的滴与空气垫界面，并认为水滴与空气垫的接触角为180。
，因此，提出粗糙表面的水滴的接触角为：COS0r=f,cosOl+ficos02 式中，、分别为粗糙表面接触面中液固界面的面分数与气固界面的面积分数，． =1。
从上述模型可知。
制备具有特殊结构的表面可以提高面的接触角。
2 天然的超疏水生物表面自然界中存在许多无污染、自清洁的动植物表面。
如荷叶、水稻、芋头叶、蝴蝶、水黾脚等表面。
2．1 超疏水的荷叶表面在对生物表面特殊浸润性的研究中，荷叶表面的超疏水和自清洁效应最早被人所熟知。
水滴在荷叶表面接触角可达165。
，倾斜2。
，水滴即可在表面滚动，以防止由于水的覆盖而抑植物的蒸腾作用与光合作用f4151。
荷叶表面的超疏水性能来自于两个原因：荷叶表面的蜡物和表面的特殊结构，荷叶表面仿生超疏水表面的制备技术及其进展有序分布着平均直径为5～9txm的乳突，并且每个乳突表面分布有直径为124nm的绒毛，见1(a)，荷叶表面的特殊结构和低表面能的蜡质物使得荷叶表面具有超疏水功能与自清洁功能。
2-2 超疏水各向异性的水稻叶水稻叶是自然界中超疏水现象中较为特殊的[51：水稻叶表面水滴仅易于沿着平行叶脉方滚动。
研究表明．乳突沿平行于叶边缘方向有序排列，而沿着垂直于叶边缘方向则无序分布见图1(b)，这种特殊结构使得水滴在沿叶脉方向的滚动角f3—5。
)比沿叶脉垂直方向的滚动角小(9～l5。
)。
此外，蝉翼不仅透明轻薄，而且其表面有非常好的超疏水性和自清洁性，以使蝉保持其良好的飞行能力。
在扫描电子显微镜下[61观察蝉翼的截面和表面时发现蝉翼度大约在8～101xm(~图1(c))，而且蝉翼的上下表面都是由规则排列的纳米柱状结构组成的自然界中的昆虫水黾能漂浮在水面，也是由于水黾腿部具有的特殊微观结构使其具有超疏水功能其与水接触角可达到167。
，并且其腿部所受的表面张力足以承受水黾本身重量的数十倍。
(a)荷叶表面；(b)水稻叶表面；(a)蝉翼表面图1 几种具有超疏水性能的生物表面3 超疏水表面的制备方法触角大：J：130。
影响材料表面润湿性的主要因素有：材料表面能、表面粗糙度以及表微一纳结构。
其中低表面能材料是制备超疏水性的基本条件．表面粗糙度和表面微细结构是定性因素。
研究表明，接触角随着表面能的降低而增大，随着表面粗糙度的增加而增大，而面微／纳结构对润湿性具有重要的影响。
因此．超疏水表面的自清洁功能源自于表面形貌与低表面能物质的共同作用。
可以通过两类技术路线来制备超疏水表面：控制材料表面能和修饰微细结构表面3．1 控制材料表面能根据Dupre推导的公式，固体表面自由能越低，附着力越小，固体表面液体的接触角就越大。
硅氧烷、含氟材料是自然界物质中表面能最低的两种材料，含氟材料的表面能比硅烷低10／m 左右。
在共聚物中引入低表面能结构单元(主要是含氟、含硅结构)能得到低表面能的聚合物。
典型的低表面能材料是有机硅和氟树脂以及其相应的改性树脂。
陈一民等[61以正硅酸乙酯为原料．采用六甲基二硅氮烷和六甲基二硅氧烷为表面改性剂，对经溶胶一凝胶制备的SiO 凝胶进行表面改性，获得的SiO 气凝胶与水的接但研究表明[71．即使采用最低表面能的氟硅烷单分子自组装修饰的光滑表面与水的接触角最大只能达到120。
换言之，低表面能材料只是制备超疏水表面的基本条件，而具有足够粗糙度和微细结构才是决定性的。
3．2 修饰微细结构表面获得超疏水表面．制备合适微米一纳米级粗糙结构的方法是相关研究的关键环节罔。
从制备方法来说，主要有激光和等离子体处理法、模板法、蒸汽诱导相分离法、溶胶一凝胶法、学气相沉积法、电纺法和电化学法以及其他方法。
3．2．1 激光和等离子体处理法利用激光、等离子体处理含氟的低表面能物质或对普通材料进行粗糙化处理表面，现已广泛应用于制备超疏水表面。
例如，Khorasani等在室温环境下用CO 脉冲激光处理聚二甲基硅氧烷(PDMS)[91，其表面的WCA高达175。
Fresnais等人在氧气氛围下用等离子处理LDPE膜后再在CF 气氛下用等离子处理．获得透明度高的超疏水LDPE膜Ilol。
该方法的缺点是仪器昂贵、成本高、得到的超疏水表面积有限。
3．2．2 模板法模板法又分模板挤压法和模板印刷法。
模板挤压法是以一定物质(如多孔阳极氧化铝AA0)为模板。
在一定压力的作用下将一定浓度的聚合物溶液挤出并干燥的方法。
Jiang L等人通阳极氧化铝模板制备出超疏水性的聚苯乙烯纳米碳管膜【“】．其表面不但具有较大的静态触角，而且和水滴之间具有较大的粘附力，可以使水滴倒立悬挂，与壁虎类动物的爪子类似。
他们也利用模板挤压法制备得到聚丙烯n~(PAN，Polyacrylonit rile)阵列纳米纤维(ANF，Array Nano Fibre1，其平均直径和距离分别为104．6nm和513．8rim，在没有任何低表面能物质修饰的情况下水接触角达173．8+1．3。
，这种表面在全pH值(pH=1．07～13．761范围内均显示出超疏水性『】21。
模板印刷法是指使用超疏水植物叶表作为原始模板得到凹模板，再使用该凹模板得到凸模板，该凸模板是超疏水植物叶表的复制品，它与超疏水植物叶表有同样的表面结构。
Sun等使用荷叶作为原始模板得到PDMS的凹模板，再使用该凹模板得到PDMS凸模板，该凸模板是荷叶的复制品，它与荷叶有同样的表面结构．因此表现出良好的超疏水性和很低的滚动角『l3】。
Lee等人用金属镍来代替PDMS，获得竹叶的凹模板[14】，再在金属镍凹模板上使用紫外光固化的高分子材料复制，得到类似竹叶的复制品，该复制品具有超疏水能力。
金属镍模板更耐磨、刚性更好、更易准确复制。
模板挤压法效果好、工艺较简单，对模板要求较高。
模板印刷法简洁、有效、准确、便宜、可大面积复制。
3．2．3 蒸汽诱导相分离法蒸汽诱导相分离法是指在一定条件下．高分子溶液在溶剂蒸发过程中其溶液热力学状态不稳定，高分子链间易发生自聚集而形成高分子聚集相，当高分子链聚集到一定程度时，高分子聚集相间发生相分离过程．并形成具有微米一纳米级粗糙结构的表面。
袁志庆等人将聚苯乙烯粒料直接溶于二甲苯或四氢呋喃中。
溶解后加人适量乙醇并混匀，将溶液涂于清洁的载玻片上得到超疏水性能良好的涂层㈣，该方法简洁、高效、可重复性好。
Yabu等人使用带有氟化丙烯酸酯和甲基丙烯酸甲酯构的共聚物溶解于混合的氟化溶剂中【161，将载玻片浸润在氟硅烷溶液中做氟化处理，然后在潮湿的环境下涂布并干燥，得到一种孔径低至100 nm的蜂窝状结构涂膜，该涂膜的WCA达到160。
此法原料来源广泛、工艺简洁、成本低、所制备表面大小不受限制，但膜强度不够好。
3．2．4 溶胶一凝胶法溶胶一凝胶法(sol—gel法)是指用含有高化学活性组分的化合物作前驱体进行水解得到溶胶后使其发生缩合反应，在溶液中形成稳定的凝胶．最后干燥凝胶。
溶胶一凝胶法可以较好的控制表面构造，从而有效地提高表面粗糙度。
~IVenkateswara等人使用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)通过超临界干燥法制备了柔韧的硅气凝胶，WCA可以高达164。
该硅气凝胶表面有丰富的一CH 基团和数量巨大的纳米级孔洞具有超疏水功能，调整工艺，WCA甚至可以高达173 o 『l7】。
Nakajima等人利用溶胶一凝胶过程中的相分离方法制备了四乙基正硅酸盐透明膜进行氟硅烷修饰后，得到超疏水性的弹坑状结构表面，水接触角大于150。
[181。
Han等人在温条件下，通过在溶胶～凝胶过程中使用带有4个氢键的超大分子有机硅构造出超疏水性表面口91，这种方法简单，可以大面积生产。
Erbil等人首次使用聚丙烯在一定的溶剂和温度制备出超疏水性的聚丙烯薄膜[2Ol，其接触角大于160。
，而且只要混合的溶剂不溶解基底材料，这种方法能够应用于各种各样的表面上。
溶胶一凝胶法对无机超疏水材料的制备具有一定的优势，但工艺路线较长，溶剂有污染，且成本较高。
3．2．5 化学气相沉积法(CVD法)以挥发性金属化合物或有机金属化合物等蒸汽为原料，通过化学反应在不同基底上制备图案结构，是CVD法制备超疏水表面的原理。
江雷的研究小组利用CVD法在适应基底上制备了各种团结构【2J】．如蜂窝状、柱状、岛状的阵列碳纳米管膜。
结果表明，水在这些膜表面的接触角都大于160。
CVD法制备工艺可控．过程连续。
3．2．6 电纺法江雷等人通过一种简单的电纺技术，将溶于DMF溶剂中的PS制成具有多孔微球与纳米纤维复合结构的超疏水薄膜。
其中多孔微球对超疏水性能起主要作用，纳米纤维起固定多孔微球的作用，该膜的WCA可达到160．4。
Bin Dingt231也通过电纺法制备了具有超疏水性的纳米纤维ZnO薄膜．其WCA达到了165。
3．2．7 其他方法除了以上几种方法外，制备超疏水表面还有异相沉积法、拉伸法、电化学法和自组装法等Zhangt241等人通过拉伸聚四氟乙烯膜(Teflon膜)得到表面带有大量孔洞的纤维，从而获得超疏水膜。