材料表面的润湿性_冯晓娟

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1、·418·化学通报2014年第77卷第5期http://www．hxtb．org殧檾檾檾檾檾檾殧檾檾知识介绍檾檾殧檾檾檾檾檾檾殧材料表面的润湿性11，2*2冯晓娟石彦龙杨武1(河西学院化学化工学院甘肃省高校河西走廊特色资源利用省级重点实验室张掖734000;2西北师范大学化学化工学院生态环境相关高分子材料教育部重点实验室兰州730070)摘要近年来，固体表面的润湿性因其在实际生活中的广泛应用前景而引起人们极大关注。本文就固体表面几种典型的润湿性模型及过渡态理论的最新研究成果，对超亲水材料、超疏水材料

2、的构筑方法、影响因素、应用前景及研究现状做了简明扼要的介绍。最后对超亲水、超疏水材料的研究与发展方向作了展望。关键词超亲水超疏水接触角滚动角复合结构WettabilityofMaterialSurface11，2*2FengXiaojuan，ShiYanlong，YangWu1(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，KeyLaboratoryofHexiCorridorＲesourcesUtilizationof2GansuUniversities，Hex

3、iUniversity，Zhangye734000;CollegeofChemistryandChemicalEngineering，KeyLabofEco-EnvironmentalＲelatedPolymerMaterialsofMOE，NorthwestNormalUniversity，Lanzhou730070)AbstractInrecentyears，thewettabilityofsolidsurfacehasattractedgreatinterestsduetoitspotenti

4、alapplicationsinpracticallife．Hereinseveralclassicalwettingmodelsandtherecentresearchachievementintransitionaltheorywerereviewed．Fabricationstrategy，influencingfactors，applicationandresearchstatusofsuperhydrophilicorsuperhydrophobicmaterialswerealsobri

5、eflyintroduced．Finallythefurtherdevelopmentandresearchconsiderationofsuperhydrophilicorsuperhydrophobicmaterialsareforecasted．KeywordsSuperhydrophilicity，Superhydrophobicity，Contactangle，Glideangle，Hierarchicalstructures超亲水性、超疏水性是液体在固体表面的一称为疏水、超疏水表面。Vo

6、gler等根据固体表面种重要化学性质，与固体表面的微观形貌及其化物质的水合能△Gsl(thefreeenergyofhydration)、学组成有关。近年来，有关超亲水性、超疏水性理水滴在固体表面的粘合张力τ的大小，将固体表［5，6］论及其实际应用的研究越来越受到人们的重视，面分为超亲水、亲水、疏水、超疏水表面。［1～5］相关综述已有诸多报道。本文在前人工作的1.1Young’s方程基础上，对近年来超亲水、超疏水理论进行了梳固体表面润湿性解释的最早理论是Young’s理、归纳、总结，对超亲水、超疏水

7、表面的构筑、应方程［7，8］:用及研究现状作了简要扼要的介绍，希望能帮助γ－γSVSLcosθ=(1)人们更好地理解固体表面的超亲水、超疏水现象。γLV式中，γSV、γLV和γSL分别代表固-气、液-气和固-液1固体表面的润湿性界面的张力，θ为平整表面的接触角又称为杨氏根据接触角(ContactAngle，CA)的定义，通接触角或本征接触角。杨氏方程反映了本征接触［9］常将CA＜90°、CA＜5°的表面，分别称为亲水、超角与三相界面张力之间的关系。亲水表面，而将CA＞90°、CA＞150°的表面分别

8、当液体在固体表面铺展开时，原有的气-固界*联系人，石彦龙男，34岁，硕士，讲师，从事疏水材料的设计与制备研究。E-mail:yanlongshi726@126．com．2013-05-29收稿，2014-01-21接受http://www．hxtb．org化学通报2014年第77卷第5期·419·面会被液-固界面取代，液体在固体表面铺展时所做的功为WS=γL(cosθ－1)(2)WS又称铺展系数，即液滴在一定的温度和压强下，达到液-气平衡时，在固体表面铺展单位面积图1