一步法制备超疏水表面

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1、一步法制备超疏水绿色涂层关键字：银，化学沉积，电子扫描显微镜（SEM），X-射线衍射，纳米结构，超疏水绿色涂层。摘要：一般情况下制备超疏水表面有两个步骤：1.制作粗糙表面2.低表面能分子和涂层表面的钝化。没有具备这两个重要因素不能形成超疏水性能的表面。就目前的成果，我们已经证明通过将铜基板浸泡在含有苯甲酸的硝酸银溶液中发生的电化学反应用在铜基板上生成超疏水银薄膜只需一步，于前一种方法比较它简化了复杂的两个步骤。于使用类似的过程在没有苯甲酸的情况下制备银薄膜进行了比较研究。X-衍射（XDR）和傅立叶变换红外线光谱（FTIR）证实了形成

2、的银薄膜中融入了苯甲酸分子。电子扫描显微镜（SEM）图像表明在有和没有苯甲酸参与制备的薄膜中，分别呈现出微米结构为叶片状和花朵状的形态结构。含有苯甲酸的花状银薄膜表现出像水珠滚落这些表面这样的疏水性，而水滴遇到不含有苯甲酸的叶片状银薄膜则被完全吸收。1.简介技术通常应用科学,而科学的灵感来自大于大自然。许多研究人员使用技术制作超疏水性表面就是这样一个例子。许多植物表面和某些昆虫和动物的身体部分呈现超疏水性质，逐步形成了在雨中洗刷污垢和尘埃颗粒而幸免于许多自然灾害。由于超疏水表面在今天的新兴技术中的巨大重要性，人们在仿生方面已作出许多

3、努力。为了使它们涉及仿生解决方法，术语“biomimicking”常用来表示的人工生产的超疏水表面技术。由于超疏水表面独特的防水性能和自然净化能力，其应用是多种多样的。超疏水表面最吸引眼球的地方包括防生物附着船[4]生物芯片[5]，医学领域的应用[6]，微流体[7]，耐腐蚀电阻[8]，眼镜，自我清洁挡风玻璃汽车[9]，抗污纺织品[10]，抗粘雪天线和窗户[11]和其他许多方面。在一次最近的检测中我们已经证明，超疏水纳米结构表面在防冰效果上发挥着重要作用，其中可能有涂层电缆，绝缘材料，飞机机翼，船体，玻璃结构，挡风玻璃等多样化的应用。

4、最近一本由KLMittal和A.Carre编辑，题目为“超疏水表面”的书中也说明了多种超疏水表面的制备技术和应用。这个方法教会了我们在制作一个超疏水表面时强调的是表面的micro-nanoroughness组合和低表面能特性。大多数情况下，所采用的技术涉及两个步骤，使一个表面首现变的粗糙，然后修改，以降低表面能。创造一定的micro-nanoroughness作为第一步来促进气流在不同粗糙特征之间的影响;降低表面能作为第二后续步骤,有助于减少水滴与低能表面的亲和力,从而削弱了水-面互动。我们在过去的两年里模拟的几种超疏水性表面使用

5、方法多样化,经两步过程,验证了水滚动性质(12,第26]。在这些作品中，已实施的方法，如化学浴沉积（CBD）,基板化学蚀刻，电化交换反应等获得的表面粗糙度和钝化方法，如硬脂酸等有机酸浸泡，氟烷基硅烷进行了分子或射频溅射聚四氟乙烯涂料已获得低能表面。然而,复杂的常规做法涉及两个步骤,每一步都涉及多个程序，如果同样可以制作只需一个步骤，用这样的方法制备超疏水表面的化可以简化。加入低表面能材料，如表面粗糙度制作过程中的有机酸，可能会只需一个制作步骤就能获得超疏水表面。Brankovic等人曾报道过在钴铁合金中加入糖精分子可以有效的改善这些

6、合金的耐腐蚀特性。有机酸如苯甲酸及其盐类被认为可以抑制霉菌，酵母菌和某些细菌的生长，也可作为食品防腐剂使用。同样，金属，如银，在生物医药上同样可以作为抗菌材料，通过电化学反应或称为胶结过程的现象，它可以很容易沉积在如铜的表面。因此，使用这种生物相容性材料作为制作超疏水表面的成分，这样做的原因就是为制作抗菌，无毒，环保的超疏水表面提供一个新途径。术语“绿色”在这里主要是指无毒，环保和生物相容性。这样的绿色涂料在环境和能源方面的应用有着巨大的潜力。例如，超疏水性绿色涂料，如果涂在室内的饮用水管道上，能有效的抑制腐蚀和减少阻力、消除健康风

7、险以及有助于降低能源消耗。在这篇文章中，我们报告了由于苯甲酸和银膜的生物相容性和环保性能，将苯甲酸融入沉积银膜，通过一个一步湿化法在铜基板上制备超疏水绿色银涂层的过程。2、实验薄银片分别涂在干净的铜基板表面，在室温（）加入或不加入所需浓度的苯甲酸的硝酸银溶液（）中简单的浸泡一段时间（1min-1080min）。使用布鲁克D8Discover系统对银薄膜涂层进行了X射线衍射（XRD）分析。使用JEOL(JSM6480LV)的电子扫描显微镜进行了形态和元素分析处理。使用一个十埃的接触角测角仪对样品表面进行了润湿特性分析。苯甲酸形成的原子

8、键的特点是采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）(PerkinElmer公司的一个光谱)。图1.（a）铜基板的X-射线衍射光谱，（b）在硝酸银溶液中铜基板通过电化学反应沉积的银薄膜，（c）在含有苯甲酸的硝酸银溶液中铜基板通过电化学反应沉积