超疏水表面涂层制备技术的研究进展.pdf

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1、综述超疏水表面涂层制备技术的研究进展Theresearchprogressofultrahydrophobicsurfacecoatingpreparationtechnology王英(甘肃中医药大学定西校区定西师范高等专科学校，甘肃定西743000)摘要：由于超疏水表面在自清洁表面、微流体系统和生物相容性等方面的潜在应用，有关超疏水表面的研究引起了极大的关注。本文归纳了超疏水表面的制备方法和相关的理论分析,简单介绍了本研究小组最新研制的一种超疏水涂层材料制备技术，展望了超疏水表面的研究趋势和应用前景。关键词：超

2、疏水；仿荷叶；多级结构；表面技术；超疏水涂层Abstract:Inrecentyears,forthepotentionalapplicationofsuperhydrophobicsurfaceinself-cleaningcoating,microfluidicsystemsandbiologicalcompatibilityetc,theresearchwhichisrelatedontheseaspectshasarousedgreatconcern.Thisarticlesummarizesthepre

3、parationmethodofthesuperhydrophobicsurfaceandsometheoreticalanalysisrelatedon,simplyintroducesakindofnewestpreparationmethodonsuperhydrophobiccoatingmaterialswhichisdevelopedbyaresearchteam,andalsoopensaprospectintheresearchtrendsandapplicationonthesuperhydro

4、phobicsurface.Keywords：super-hydrophobic；lotusleaflike；multilevelstructur；surfacetechnology；super-hydrophobiccoating中图分类号：0647文献标识码：B文章编号：1003-8965(2016)01-0032-021引言法。[4]Lacroix等通过简单的等离子体聚合与等离子体刻植物叶表面的自清洁效果引起了人们的兴趣，这种自蚀技术在硅基底上制得了粗糙的结构，经过进一步氟化物清洁性质以荷叶为代表，因此称为

5、“荷叶效应”。德国生修饰表面后，表面呈现出超疏水的特性，水滴与表面的接[1][5]物学家Barthlott在1997年通过对近300种植物叶的结触角接近180°。Khorasani等在室温环境下利用CO2构进行研究，认为这种自清洁的特征是由粗糙的表面和表脉冲激光处理聚二甲基硅氧烷，使其表面产生多孔结构，[2]面存在的疏水的蜡状物质共同引起的。中科院研究小组测得其表面与水的接触角高达175°。这种技术处理表面研究发现，在荷叶表面微米结构的乳突上还存在纳米结构，是获得粗糙结构的有效方法，其优点是选择性高、快速等，这种

6、微米-纳米相复合的阶层结构是引起超疏水表面的根但是存在的局限是成本高并且不利于大面积超疏水表面的[3]本原因；并通过试验证明，单纯的微米或纳米结构虽然制备。可以使表面产生超疏水性，但水滴在表面上不易滚动。通2.2溶胶－凝胶法过大量的研究发现，固体表面浸润性由以下2个因素共同溶胶－凝胶法（Sol-gel法）是指用含有高化学活性决定：①表面化学组成；②表面粗糙度。超疏水表面可以组分的化合物作为前驱物，在酸或碱条件下进行水解产生通过2种方法制得：①利用低表面能材料来构建粗糙结构；活性的羟基，经过水解缩合反应形成溶胶，随

7、着水解缩合②在粗糙表面上修饰低表面能物质。荷叶表面微观结构能反应的进行，溶胶的粘度进一步增加，最后形成凝胶，经够自清洁的这一发现为人工构筑超疏水表面提供了灵感。过陈化、干燥成为干凝胶。当把溶剂去除后，有时会留下一些微纳米孔，这些孔结构赋予了材料一些性能，如超疏2超疏水表面制备技术水性。[6]曲爱兰等通过制备不同粒径和形状的SiO2粒子，随着人们对超疏水表面的深入研究，许多制备方法不构成了符合Cassie模型的非均相界面模型，使得水滴与断涌现，目前，已经有多种方法可以人工制备超疏水表面，涂膜表面接触时能够形成较小的

8、粗糙度因子与高的空气捕比如以天然动植物超疏水表面作为模板，用聚合物在其表捉率，然后利用氟硅烷的表面自组装功能制备得到了具有面固化或用光刻印的方法将模板的表面形貌信息转移到复仿生类"荷叶效应”的超疏水膜，两者共同作用赋予了涂制物的表；用化学沉积（气相沉积、电化学沉积或逐层沉膜超疏水性能。测得水的静态接触角达到（174.2±2）°，[7]积）的方法在基材表面形成超疏水薄膜表面