等温热压印法制备超疏水薄膜

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对超疏水材料制备方法的探究

对超疏水材料制备方法的探究

摘要:近年来,水材料展示了其特有的优势,响[1]。

在本文中,重要的意义。

关键词:超疏水;材料;纳米材料1.引言查阅相关文献,对仿生超疏水结构的研究。

通过对生物体构的研究,表面构建超疏水膜的研究,材料更好地结合。

2.超疏水的机理铺展能力,早在古代,濯清涟而不妖”这样的美好诗句。

清洁效应引起了广泛的关注。

接触角小于90触角小于5°,则认为其超亲水,固体的表面自由能越大,的表面张力都在100 mN/m 其的表面自由能与液体大致相当,约在人们提出,在理想的固体()(σg s =- 式中σ(s-g)、σ(s-l)和σ(l-g):θ0图 扬氏方程是一个理想化的模型。

图2 层层组装法制超疏水材料溶液浸泡法通过控制金属在刻蚀剂中的浸泡时间,可以得到粗糙的金属表面。

将金属如铜、硝酸和双氧水的混合溶液刻蚀后,在表面上出现了粗糙不平的结构,经过疏水试剂的接枝后表面呈现超疏水的性质,刻蚀后的表面结构如图3所示。

而对这些材料的稳定性进行了一系列的表征,发现超疏水材料在腐蚀环境中也展现了良好的稳定性[5]。

图3.3电化学方法[6]与水的接触角为152何修饰即可实现超疏水。

图3.4模板法通过揭起软刻蚀的方法,印在荷叶的表面,PDMS 整的BP-AZ-CA 3.5气相沉积法利用化学气相沉积(CVD)的阵列碳纳米管膜,如图6所示动角都小于5动角的主要原因。

图6 气相沉积法制备超疏水材料4.对制备超疏水材料的建议和想法超疏水表面的制备方法有很多种,现今有这么两种:第一种是在超疏水材料的表面构筑粗糙的微纳米级别的结构,即我们之前所说的传统制备方法;第二种则是对表面进行化学改性,在表面形成具有低表面能的纳米结构。

由于之前做过有关功能化化学转化膜对于防腐于是我猜想,同样可以用在超疏水材料膜上接上官能团的方法,进行改性。

通过检测超疏水材料上已有的自由基,选择另一端可与基底连接的合适的偶联剂添加,一端与超疏水材料上的基团连接,形成双面都功能化的疏水层基本结构。

超疏水材料的制备技术及在工业领域的应用

超疏水材料的制备技术及在工业领域的应用

2.2 电化学刻蚀法电化学刻蚀法是一种简易的金属表面处理方法。

2018年赵树国等[6]采用电化学刻蚀和空气中保存法成功在铝合金基体上制备出超疏水表面,表面表现出良好的超疏水特性。

2.3 喷涂法涂料被外力从容器中压出或吸出并形成雾状粘附在物面上的工作方式,称为喷涂法。

喷涂有空气喷涂和高压喷涂两种。

刘涛[1]通过喷涂的方法在将苯并噁嗪和聚四氟乙烯的混合物喷涂在304不锈钢基体制备一种苯并噁嗪和聚四氟乙烯复合超疏水涂层。

黄幸[7]使用喷枪将超声共混后的碳纳米管/聚甲基丙烯酸甲酯复合材料,喷涂到具有0.6MPa氩气的不锈钢网表面上,使不锈钢表面形成微观粗糙结构。

2.4 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法主要利用含高化学活性成分的化合物作前驱体,然后通过水解缩合反应合成溶胶,陈化后胶粒聚合形成凝胶,最后通过技术处理后在基体表面成膜并固化烧结得到具有微纳米粗糙结构的薄膜。

为了增加成膜的粗糙度,还可以在前驱体中加入一些易挥发或易煅烧的高分子有机扩孔材料如聚乙二醇、聚乙烯醇或聚苯乙烯等。

通常采用溶胶-凝胶法制备的无机薄膜材料有二氧化硅、二氧化钛氧化铝等[7-9]。

丁鹏[10]通过溶胶-凝胶法,利用十六烷基三甲氧基硅烷改性纳米SiO2。

HDTMS是长烷基链接枝到纳米SiO2表面,使HDTMS-SiO2具有疏水性。

刘群等[10]以不锈钢网为基底利用壳聚糖和正硅酸乙酯(TEOS)为硅源制备SiO2溶胶对不锈钢网进行表面涂层,然后用甲基三氯硅烷对修饰后的不锈钢网进行表面疏水改性,获得具有超疏水性能的不锈钢网。

此方法的优点在于有多种基底,如不锈钢板、氧化铝板等。

显著缺点就是胶片的附着力差。

0 引言材料的润湿性是固体材料表面的重要性能之一。

润湿是一种流体从固体表面置换另一只能够流体的过程。

材料表面的润湿性主要与其表面的表面能有关。

材料的表面能主要是由材料表面的化学组成和材料表面的微观结构所决定。

一般我们用接触角θ来表示材料的润湿性,根据接触角θ的大小对材料表面的润湿性进行分类[1]。

janus薄膜制备方法

janus薄膜制备方法

janus薄膜制备方法
制备Janus薄膜的方法有很多种,其中一种常见的方法是利用氨诱导相转化法。

以下是详细的步骤:
1. 制备具有微球结构的原始超疏水PVDF膜,其厚度为100μm,孔径为100nm。

2. 将超疏水PVDF膜夹在装有Ca(NO3)2水溶液(上玻璃管)和Na3PO4
水溶液(下玻璃管)的两个玻璃管之间。

3. 将整个实验装置置于70℃的热水浴中。

4. 在化学沉淀过程中,Ca2+沿PVDF膜向下扩散,PO43-沿PVDF膜向上扩散。

5. 当两种离子接触后,针状HAP纳米晶便选择性聚集在超疏水PVDF膜的底部,实现厚度方向浸润性梯度的构筑,从而得到亲/疏水Janus膜。

此外,还可以通过连续静电纺丝工艺和MXene水溶液喷涂技术来制备具有全季节辐射冷却、低压焦耳加热、热伪装、超高EMI屏蔽性能的Janus型
复合薄膜。

以上方法仅供参考,如需了解更多信息,建议查阅专业书籍或咨询专业人士。

铜基超疏水表面的制备及性能研究

铜基超疏水表面的制备及性能研究

铜基超疏水表面的制备及性能研究铜基超疏水表面的制备及性能研究近年来,超疏水表面材料的研究引起了学术界的广泛关注。

超疏水表面具有出色的自清洁、抗污染和自润湿性能,对于解决一些与表面接触相关的问题具有重要意义。

在这些超疏水表面材料中,铜基超疏水表面因其良好的导电性、耐蚀性以及可大规模制备的优势而备受瞩目。

铜基超疏水表面的制备涉及到两个核心步骤:表面微纳结构构建和表面疏水化处理。

在表面微纳结构构建方面,常采用物理方法和化学方法。

物理方法例如光刻技术和刻蚀技术,化学方法则包括电镀、溶剂热处理等。

这些方法能够在铜基材料表面构建微纳米级的特殊结构,例如纳米柱、纳米凸点等。

这些微结构可以增加表面积,形成空气封闭的微观结构,从而降低液体与表面接触的接触面积,提高材料的疏水性能。

在表面疏水化处理方面,主要是通过改变表面化学组成或施加功能涂层来实现。

最常见的方法是利用自组装单分子膜(SAMs)和聚合物涂层。

SAMs的形成可以通过将含有有机硅化合物的溶液稀释涂覆在铜基材料表面,然后进行烘干和退火处理。

经过修饰后的表面会具有较高的亲水性,从而形成超疏水性。

而聚合物涂层则是通过在表面进行聚合反应,形成一层致密的聚合物膜。

这种膜可以提供更好的物理屏障,使铜基材料具有疏水性。

除了表面结构和化学组成的改变,外界环境的调控也会对铜基超疏水表面起到重要影响。

例如改变液体的表面张力,可以通过在液体中加入表面活性剂或者调控溶液浓度来实现。

同时,温度和光照条件也会对铜基超疏水表面的疏水性能产生影响。

在低温和光照条件下,表面微观结构更容易引起液滴在表面上的滚动,提高超疏水性能。

铜基超疏水表面的研究不仅限于材料制备,还包括性能研究。

其中,超疏水性能的评估是研究的关键。

主要评估指标包括接触角和接触角滚动角等。

接触角是液滴与表面接触的角度,接触角滚动角是指在倾斜表面上液滴的转动角度。

较高的接触角和接触角滚动角值表明材料具有较好的超疏水性能。

铜基超疏水表面在许多领域的应用潜力巨大。

超疏水和超润滑防冰表面的制备技术概述

超疏水和超润滑防冰表面的制备技术概述

超疏水和超润滑防冰表面的制备技术概述徐玉坤;朱宝;孙林峰;何洋【摘要】对超疏水和超润滑防冰表面的制备方法进行了综述.分析了制备防冰表面的重要意义,重点介绍了化学涂层、表面微纳结构和液体润滑层3种获得超疏水和超润滑防冰表面方法的研究现状,并对防冰表面的发展进行了展望.%The preparation of superhydrophobic and slippery liquid-infused porous surfaces (SLIPS) is reviewed in this paper.The significance of the preparation of anti-icing surfaces is introduced firstly.Then the state of the arts of three kinds of preparation methods,includingcoating,micro/nanostructure and liquid lubrication layer,are mainly presented.Finally,the trend of anti-icing surfaces is discussed.【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2017(000)014【总页数】5页(P44-48)【关键词】防冰;化学涂层;表面微纳结构;液体润滑层;制备方法【作者】徐玉坤;朱宝;孙林峰;何洋【作者单位】西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室,西安710072;西北工业大学机电学院,西安710072;西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室,西安710072;西北工业大学机电学院,西安710072;西安爱生技术集团公司,西安710072;西北工业大学空天微纳系统教育部重点实验室,西安710072;西北工业大学机电学院,西安710072【正文语种】中文飞机结冰是当飞行器飞行于温度处于冰点附近或者更低的大气中,飞机各部件(例如机翼、操纵面和发动机进气口处)表面发生结冰的现象[1]。

超疏水材料的制备与应用探索

超疏水材料的制备与应用探索

超疏水材料的制备与应用探索在当今科技迅速发展的时代,材料科学领域不断涌现出各种新奇且具有重要应用价值的材料,超疏水材料便是其中之一。

超疏水材料因其独特的表面特性,在众多领域展现出了巨大的应用潜力。

超疏水材料的表面通常具有特殊的微观结构和低表面能物质。

这种特殊的结构使得水滴在其表面难以附着和铺展,而是形成近乎球形的液滴,并能够轻易地滚落。

要制备出超疏水材料,通常需要从这两个关键因素入手。

一种常见的制备方法是模板法。

通过使用具有特定微观结构的模板,如纳米级的多孔结构或柱状结构,将材料填充到模板中,然后去除模板,从而获得具有类似微观结构的超疏水表面。

这种方法可以精确控制表面的微观形貌,但过程相对复杂,对模板的制作要求较高。

另一种方法是化学气相沉积法。

在一定的温度和压力条件下,让反应气体发生化学反应,并在基底表面沉积出具有超疏水性能的薄膜。

这种方法可以实现大面积的制备,但对反应条件的控制要求严格。

还有一种简便的方法是溶胶凝胶法。

将前驱体溶解在溶剂中,经过水解和缩聚反应形成溶胶,再进一步转化为凝胶,经过干燥和热处理等步骤,获得超疏水材料。

这种方法成本相对较低,操作也较为简单。

在超疏水材料的制备过程中,选择合适的低表面能物质也至关重要。

常见的低表面能物质包括含氟化合物和含硅化合物。

这些物质能够有效地降低材料的表面能,增强其疏水性能。

超疏水材料在众多领域都有着广泛的应用。

在自清洁领域,超疏水表面能够使灰尘和污渍难以附着,雨水或水流一冲即可实现自清洁。

这一特性在建筑外墙、太阳能电池板等方面具有重要意义。

建筑外墙上使用超疏水涂层,可以减少灰尘和污染物的积聚,保持建筑物的外观整洁;太阳能电池板表面采用超疏水涂层,则能够提高其发电效率,减少维护成本。

在防腐蚀领域,超疏水涂层能够有效阻止水分和腐蚀性介质与金属表面接触,从而延缓金属的腐蚀过程。

例如,在船舶、桥梁和石油管道等金属结构上应用超疏水涂层,可以大大延长其使用寿命。

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等温热压印法制备超疏水薄膜
等温热压印法是一种常用的制备超疏水薄膜的方法。

该法将特定
材料与光滑的硅片或金属模板在一定的温度和压力条件下进行热压印,形成具有微纳米结构的表面。

这些结构可以在纳米尺度上控制气液固
界面的接触角,从而使薄膜具有超疏水性质。

等温热压印法具有制备过程简单,成本低廉,可批量生产的优点。

此外,其制备的薄膜具有优异的物理性质和机械性能,可广泛应用于
各种领域,如光学器件、微流控芯片、液滴自驱动等。

总的来说,等温热压印法是一种有效的制备超疏水薄膜的方法,
将有助于推动超疏水材料在实际应用中的进一步发展和应用。

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