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《仿生超疏水涂層材料研究新進(jìn)展.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、第37卷第12期化工新型材料Vol37No122009年12月NEWCHEMICALMATERIALS1綜述與專(zhuān)論仿生超疏水涂層材料研究新進(jìn)展*徐蕊馬英子肖新顏(華南理工大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,廣州510640)摘要介紹了有關(guān)固體表面潤(rùn)濕性模型和構(gòu)建超疏水表面涂層常用的低表面能物質(zhì),結(jié)合粗糙表面的構(gòu)建方法,闡述了有關(guān)超疏水表面涂層材料的最新研究進(jìn)展,指出超疏水涂層材料研究中存在的問(wèn)題,并對(duì)超疏水涂層材料在油品輸送、生物傳感器,微流控件和智能分離膜等領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。利用低表面能物質(zhì)對(duì)粗糙
2、結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行修飾,將涂層表面粗糙化與低表面能物質(zhì)修飾兩種技術(shù)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合是構(gòu)建超疏水表面涂層的有效途徑。關(guān)鍵詞超疏水,自清潔,接觸角,低表面能,納/微米結(jié)構(gòu)ProgressinbiomimeticsuperhydrophobicsurfacecoatingXuRuiMaYingziXiaoXinyan(SchoolofChemistryandChemicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640)AbstractThetheore
3、ticalmodelsrelatedtowettingofsolidsurfaceweredescribed,andseverallowsurfaceenergymaterialsincommonuseforsuperhydrophobicsurfacecoatingweresummarizedatfirst.Thenthelatesttrendsinthestudyonsuperhydrophobicsurfacecoatingmaterialswerediscussedcombiningwiththeconstru
4、ctionmethodsofroughsurface.Someproblemsinsuperhydrophobiccoatingmaterialsresearchwerepointedout,andtheapplicationprospectsofsuperhydrophobiccoatingmaterialsinoiltransportation,biosensor,microfluidicdevicesandintelligentseparationmembranewerealsodiscussed.Itsane
5、ffectiveapproachtoobtainsuperhydrophobicsurfacecoatingtocombinethemodificationoflowsurfaceenergymaterialswiththeconstructionmethodsofroughsurface.Keywordssuperhydrophobicity,selfcleaning,contactangle,lowsurfacefreeenergy,nano/microstructure超疏水表面已在自然界生物的長(zhǎng)期進(jìn)化
6、中產(chǎn)生,許多動(dòng)基礎(chǔ)上概括了幾類(lèi)具有低表面能的物質(zhì),并結(jié)合超疏水粗糙植物(如荷葉、水稻葉、蟬翼和水黽腿)表面具有超疏水和自清表面的構(gòu)建方法,系統(tǒng)闡述超疏水表面涂層領(lǐng)域的最新研究潔效果,最典型的代表是所謂的!荷葉效應(yīng)(lotuseffect)!。超進(jìn)展,指出超疏水表面涂層研究中存在的問(wèn)題及發(fā)展方向。疏水表面是指與水的接觸角大于150?而滾動(dòng)角小于10?的表面[1]。Barthlott和Neinhuis[2]通過(guò)觀察植物葉表面的微觀結(jié)1固體表面潤(rùn)濕性模型與低表面能材料構(gòu),認(rèn)為自清潔特征是由粗糙表面上微米結(jié)構(gòu)的乳突以及表1
7、1固體表面潤(rùn)濕性模型面的存在蠟狀物共同引起的。江雷[3]認(rèn)為荷葉表面微米結(jié)構(gòu)固體表面常見(jiàn)的靜態(tài)理論模型包括:光滑表面的Young的乳突上還存在著納米結(jié)構(gòu),而這種納/微米階層結(jié)構(gòu)是引起氏模型、粗糙表面的Wenzel模型[4]和Cassie模型[5],模型方表面超疏水的根本原因。固體表面超疏水性是由固體表面的程如式(1)~式(3)。化學(xué)成分和微觀幾何結(jié)構(gòu)共同決定的。通常,制備超疏水表sv-slcos=(1)面有兩種途徑:一種是在具有低表面能的疏水性材料表面進(jìn)lv行表面粗糙化處理;另一種是在具有一定粗糙度的表面上修
8、式中sv、sl、lv分別為單位面積固氣界面、固液界面、飾低表面能物質(zhì)。由于超疏水涂層獨(dú)特的表面特性和潛在的液氣界面的界面自由能;為氣、固、液三相平衡時(shí)的接觸角。應(yīng)用價(jià)值而成為功能材料領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),并獲得越來(lái)越廣當(dāng)>90?和<90?時(shí)分別表現(xiàn)為疏水性和親水性;而>150?泛的應(yīng)用。和<5?時(shí)分別表現(xiàn)為超疏水和
