超疏水材料的研究现状及应用

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1、超疏水材料的研究现状及应用超疏水材料的研究现状及M用摘要：超疏水表面材料具有防水、防污、町减少流体的粘滞等优良特性，是H前功能材料研究的热点之一。由于超疏水表面在口清洁表囱、微流体系统和生物相容性等方而的潜在应用，有关超疏水表而的研究引起了极人的关注，本文简述了超疏水表面的制备方法，归纳了超疏水表面的应用，对超疏水表面研究的发展进行了展望。关键词：超疏水表而材料；微流体系统；表而制备方法；表而应用SuperhydrophobicmaterialsResearchandApplicationLiYongliang(JiangnanUniversity,CollegeofChemistryand

2、MaterialsEngineeringJiangsuWuxi214122,China)Abstract:Superhydrophobicsurfacematerialwithawaterproof,anti-fouling,canreducetheviscosityofthefluidandotherexcellentfeatures,iscurrentlyoneofthehotfunctionalmaterials.Assuper-hydrophobicsurfaceintheself-cleaningsurfaces,microfluidicsystems,biocompatibili

3、tyandotherpotentialapplications,researchonsuper-hydrophobicsurfacecausedagreatdealofattention,thispaperoutlinesthesuper-hydrophobicsurfacepreparationmethods,summarizedthesuper-hydrophobicsurfaceapplicationofresearchforthedevelopmentofsuper-hydrophobicsurfaceswerediscussed.Keywords:Superhydrophobics

4、urfacematerial;Microfluidicsystems;Surfacepreparationmethods;Surfaceapplication近年來，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，就是植物叶面具冇显著的疏水，脱附，防粘，口清洁功能等。随着科学的发展，各种疏水表面的设计和应用成为研究的热点问题之一。一般认为水滴接触角人于150°的表面称为超疏水表面。自然界里有很多动植物表面都具有高疏水性和白洁功能，例如荷叶和水稻叶表面，其表而水的接触角都高达160。以上，滚动角小于3。。超疏水表而的制备通常包括粗糙表而的制备和使用低表而能物质对粗糙表而进行修饰这两

5、个步骤。随着实验技术的不断革新，一些添加剂、助剂的使用，使得制备工艺进一步完善，进而得到了一些简单、可操作性强且产出成品性能良好的制备方法。近年來，超疏水表面凭借具特有的自清洁性及良好的生物相容性，受到了更加广泛的关注。由于超疏水材料独特的表面特性，使其可广泛应用丁防水、防污、自清洁、流体减阻、抑菌等领域，因此超疏水材料在现实生产和生活屮具有广阔的应用前景。近年来超疏水性表面的研究已成为比较活跃的研究课题之一，这对制备新的高性能的功能材料表面有重要的作用。1超疏水材料的表面特征润湿性是指液体与固体表而接触时，液体可以渐渐渗入或附着在同体衣而上，是同体表面的重要特征之一，这种特征出固体表面的化

6、学组成及微观结构共同决定。接触角和滚动角是评价固体表面润湿性的重要参数，理论上疏水表面既要有较大的接触角，乂要有较小的滚动角。超疏水性表血一般是指与水的接触角大于150°，而滚动角小于10°的表面，这样的表面具冇防雪、防污染、抗氧化及防止电流传导等特性。植物叶子表面冇许多丛纶的放射状微茸毛，该微茸毛尖端极易亲水，入水后能瞬间锁宦水分了，使叶片表层到茸毛尖端Z间形成了一薄层空气膜，从而避免叶片与水直接接触.Barthlott研究发现，这种微茸毛由乳突及蜡状物构成,其为微米结构。小科院研究员江雷研究发现，乳突为纳米结构，这种纳米与微米相结合的双微观结构正是引起表而防污自洁的根本原凶。研究表明，具

7、有较大接触角和较小滚动角的超疏水性表而结构为微米级及纳米级结构的双微观复合结构，且这种结构肓接影响水滴的运动趋势。超疏水表面的结构通常采川两种方法，一是在疏水材料农面上构建微观结构，二是在粗糙表面上修饰低农面能物质。由于降低表而H由能在技术上容易实现，因此超疏水表而制备技术的关键在于构建合适的表面微细结构。当前，已报道的超疏水表面制备技术主耍冇溶胶一凝胶法、模板法、口组装法及化学刻蚀法等。2超疏水材料表而的制