超疏水应用与研究论文

超苏水原理。出水的原理的话，他应该有他设置的原料，按照他的设置原理来控制的。

超疏水原理这种水源里确实给他们带来了非常好的那种原理方法，这种原理原理的方法确实一个非常好的一个配案，是一个非常好合理的那种方法的黑暗。

纳米材料、微纳复合材料尤其是具有特殊浸润性(如超疏水性、超双疏性等)的微纳复合材料在人们的日常生活和国民生产各个部门都有着广泛的应用前景,因而也引起科学界的广泛关注。由于固体表面的浸润性决定于其表面的化学组成和表面形貌,因此通过改变固体的表面自由能和表面形貌可以实现对固体材料表面浸润性控制。本论文正是基于这一理论从固体的表面化学组成和表面微观结构两个方面入手,利用多种技术手段和各种化学物质构筑了微纳米结构的表面,同时控制所制备结构的表面自由能,实现了对固体表面浸润性的控制,为功能纳米界面的进一步应用奠定了基础。主要内容如下: 1.利用聚合物二次复形的方法在PDMS表面复制了并还原了玫瑰花表面的微观形貌,制备出了具有高粘滞力特性的仿生超疏水表面。经研究表明:所制备表面之所以具有高粘滞和超疏水的特性是由于其特殊的乳突状微米结构、凹槽状纳米结构和PDMS表面化学组成所决定的。此外,由于其具有高粘滞超疏水特性和一定的防酸碱腐蚀的作用,使得所制备表面可以在微量液体尤其是腐蚀性液体的传输上获得应用。 2.采用自组装的方法在金属铜、锌等表面构筑了具有微纳复合结构的超双疏表面。该方法十分简单,并且所制备的表面具有优良的疏水疏油性能,对水和油的接触角都超过160°,水滴和油滴很容易从所制备的表面滚落,滚动角也都小于5°。此外,所制备的表面还具有出色的化学和热稳定性。各种表征结果和理论分析表明:所制备表面具有的优良的超双疏和稳定性是有其自身所具有的特殊的化学结构和表面微观形貌所决定的。 3.采用一步电化学沉积的方法在各种金属及合金(铜、铁、钛、锌、铝,铜锌合金等)上制备出了具有防腐特性的稳定的超疏水表面。本方法操作简单,反应速度快并且具有非常好的普适性。此外,利用上述方法可以在金属网上构筑超疏水/超亲油的网状结构,实现油水分离。

超疏水现象 2.超疏水表面的基本理论 4.超疏水性的功能及应用 3.超疏水表面的构造方法 5.目前研究与实用的状况 超疏水现象 超疏水表面基本理论 杨氏方程 表面张力：分子在体相内部与界面上所处的环境是不同的，所以有净吸力存在，致使液体表面的分子有被拉入液体内部的倾向，所以任何液体表面都有自发缩小的倾向，这是液体表面表现出表面张力的原因。 广为接受的光滑表面上的Yong氏方程描述了固液气三相界面上液体对固体的本征静态接触角和三相间的表面张力的关系： 当θ 90°时表现为疏水性 θ 90°时表现为亲水性 Wenzel方程 Wenzel 发现表面的粗糙结构可增强表面的浸润性,认为这是由于粗糙表面上的固液实际接触面积大于表观接触面积的缘故。可用 表面粗糙因子（r）衡量,其值为表面的实际面积与几何投影面积之比。 在平衡状态时表面能应最小,即dE 0 r 为表面粗糙因子,其值为表面的实际面积与几何投影面积之比 在平衡状态时表面能应最小,即dE 0 r 为表面粗糙因子,其值为表面的实际面积与几何投影面积之比 在平衡状态时表面能应最小,即dE 0 Cassie方程 Cassie 发展了Wenzel 理论,假定水与空气的接触角为180°,提出粗糙的低表面能表面具有超疏水性的机理,用以描述水在粗糙固体表面上的接触角θc Cassie方程 式中f 为水与固体接触的面积与水滴在固体表面接触的总面积之比。Wenzel方程和Cassie方程的适用性 Wenzel方程和Cassie 方程不适用于宏观尺度组成不均一的表面，也不适用与化学成分不均一的表面 接触角滞后 向某一固体表面上已达平衡的水滴通过加水或抽水的方式来使接触角增大或减小, 定义接触线开始前移时的临界接触角为前进角 θa , 而接触线收缩时的临界接触角为后退角 θr , 两者的差值 θa -θr

自然界中有许多天然超疏水表面，其中最常见的是荷叶， 荷叶表面的高分辨率扫描电子显微镜SEM图像，可以观察到荷叶表面有 5 ～ 10 微米的突起无序分布，并且突起具有直径为 100 ～ 200 纳米的特殊毛状纳米结构。这些复合表面纹理包括微米和纳米范围内的分层结构，放大了荷叶表面蜡膜的疏水性，从而获得 150 ～ 160 ° 的接触角和大约 2 ° 的滑动角。

一般来说，超疏水表面被定义为其表面的水滴必须满足水接触角> 150 °，滑动角 <10 °，这意味着当水滴落在超疏水表面上时，它们几乎是球形的并且容易滚动。这些表面由于具有自净，耐腐蚀，微流体的滑移流，抗生物污染，防雪防雾等优点，可用于防腐，透明涂层的防反射，需要功能织物的特殊润湿性，防雾天线防冰，玻璃，以及一些微流体装置等等。

虽然国内外对超疏水表面的研究较多，但基于论文对超疏水表面的研究并不多。由于纸中存在羟基，羧基，磺酸基等具有亲水性，从而限制了其在高疏水性的某些领域的应用，超疏水纸的成功制备将充分发挥纸的潜在价值，拓宽其应用范围。据报道，纳米涂层是利用连续辊在纸板上形成的。

在常压下的滚压过程，通过纳米结构的透明涂层主要由TiO2 纳米颗粒、液体火焰射流LFS组成用于沉积在大气条件下的颜料涂层纸板生产线上，所获得的纸板表面测得的最高水接触角超过 160 °，当水滴到时，表面会出现反弹现象，而当水滴静止时，它们有很强的附着力。