超疏水与自清洁材料研究

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1、超疏水-自清洁材料研究摘要超疏水-自清洁材料是表面稳定接触角要大于150°,滚动接触角小于10°的特殊材料。由于超疏水表面具有自清洁、防黏附、防雪黏等功能，在许多领域中用途广泛，有关超疏水表面制备和理论研究成为研宄的热点。本文通过对超疏水-自清洁材料原理、制备、应用及目前存在的问题等方面开展研究，综述了近年来超疏水理论的新进展，对超疏水-自淸洁材料发展方向进行了展望。关键词：超疏水自清洁接触角滚动角1研宄背景31.1背景31.2研究冃的：31.3理论意义：41.4现实价值：41.5研究现状与发展动态42研宄内容52.1研究思路52.2可行性分析62.3实施方案63研究方法6

2、4相关分析74.1超疏水表面的主要特点74.2超疏水表面制备74.3粗糙表面分类84.4超疏水表面主要制备方法介绍85研究结论95.1应用95.2发展方向105.3主要问题115.4建议116参考文献：127至夂谢错误!未定义书签。1研究背景1.1背景近年来，植物叶表面的超疏水现象引起了人们的关注。所谓植物超疏水能力，就是植物叶面具有显著的疏水，脱附，防粘，自清洁功能等。荷花“出淤泥而不染”就是因为其表面具有一层超疏水薄膜，能够使其具有自淸洁的功能。科学家通过对超疏水的荷叶表面进行观ZJ、，他们发现，荷叶表面微纳双重结构是引起荷叶表面超疏水性能的根本原因。不只是荷花上有，昆

3、虫的足上也有。比如水黾，蚊子都能在水上行走而不划破水面这就是因为其上面的超疏水材料。受自然界超疏水现象的启发，科学家在超疏水材料领域进行了不懈的探索。目前，一般有两种方法来制备超疏水材料：一种是在粗糙表面修饰低表面能物质；另一种是在疏水材料表面构建粗糙结构。由于超疏水材料独特的表面特性，使其可广泛应用：首先，可以自行清洁需要干净的地方；还可以放在金属表面防止水的腐蚀生锈；第三，基于对昆虫的研宄我们还可以使水上飞行成为可能，在船的表面加上超疏水膜减小阻力节省能源。因此超疏水材料在现实生产和生活中具有广阔的应用前景。基于此，我们小组对于超疏水材料展开了研究。1.2研宄目的:(1

4、)通过网络、书籍、杂志等多种途径得到大量关于超疏水、自清洁方面的最新文献；(2)归纳整理所得文献，得到详实淸晰的数据、资料以及各方成果;(3)将整理好的数据资料等综合成文，最终形成一篇综述。1.3理论意义:(1通过整理文献使超疏水、自淸洁领域已发展、得到的成果有条理地、深刻清晰的呈现给各界学者，使近年来超疏水、自清洁领域的发展得到综合归纳；(2)通过关注超疏水、自淸洁领域研究的最新动态使读者掌握现今该领域的研究现状及发展趋势；(3)通过形成综述使更多学者了解超疏水与自清洁的原理以及该领域的发展程度，同时提供超疏水自清洁材料的多种制备原理，并激发更多学者对该领域的研究热情；(

5、4)通过对过去与现在的分析与学习，发现未来超疏水领域更广阔的发展前景，引导各界学者积极展望其将来巨大的发展潜力。1.4现实价值:(1)使超疏水、自清洁领域现阶段已有成果得以总结；(2)呈现超疏水、自清洁领域研宄的最新动态供研究者查阅；(3)形成包括超疏水材料的原理、实验、制备原理、应用价值和实践意义等全方面的综述，使己研宄者与未研宄者皆可通过该综述了解该领域、激发兴趣。1.5研究现状与发展动态研发具有抗菌和自净化功能的自清洁材料对保护环境和实现可持续发展具有重要意义，这类新型功能材料的使用面极广，具有广阔的发展和应用前景。但是，目前自淸洁材料的产业化受到了一些技术上的制约:

6、其在可见光K的光催化效率太低,TiO2膜的大面积制备技术也不够成熟，自清洁性能的持久性还有待提高等。今后的自清洁材料将会朝着光催化效率更高，自清洁性能更稳定的方向发展。同时，自清洁材料的应用领域还可以不断的拓宽，如空气净化、污水处理、光催化反应器和太阳能电池组件等。只有通过不断的研究和探索，才能更大的发挥光催化自洁净材料的作用，自清洁材料色彩丰富，饰面灵活多样，自重轻，安全可靠，正在逐渐替代传统材料。同时自清洁材料也是国家极力倡导推广的材料，例如：我国目前正处于城镇化建设高峰期,高品质外墙涂料有广阔的需求空间和发展潜力。住宅产业化和建筑节能的实施也对外墙涂料的推广应用起到巨

7、大的推动作用。传统涂层耐沾污能力不足是外墙涂料普遍存在的共性问题，也是制约我国外墙涂料推广应用的突出技术难题。外墙饰面被污染，大大影响了建筑的美观性和耐久性。人们一直期望开发不易附着污染或者使附着污染物能借助于雨水、风力等外界自然条件被去除的自清洁涂料。今后的自清洁材料将会朝着更高光催化效率和更稳定的自清洁性能方向发展。而且会随着相关技术的不断成熟和社会环保意识的增强，成为人们生活中必不可少的新型绿色产品。2研究内容2.1研究思路研究计划对于高分子材料首先进行初步了解，查阅有关高分子材料定义、发展现状、实际应用价值