金属基超疏水表面的制备及性能研究进展

本文综述了金属基超疏水材料的研究进展,重点讨论了金属基超疏水表面的主要制备方法,比较了不同制备方法的优缺点。同时,探讨了金属基超疏水表面的各种功能特性,并分析了金属基超疏水表面目前在制备和应用中存在的主要问题。指出金属基超疏水表面未来的重点发展方向是简化制备工艺、降低成本、提高超疏水表面的耐久性和稳定性以及制备具有自修复性能的金属超疏水表面。     

超疏水表面制备及其应用的研究进展

超疏水表面在工业生产和日常生活中具有广泛的应用前景,是目前功能材料研究的热点之一。综述了超疏水表面的研究进展,总结了近年来出现的制备超疏水表面的方法;介绍了超疏水表面在各领域中的应用效果。最后,客观评价了目前超疏水表面研究存在的问题,并展望了超疏水表面的研究发展方向。     

疏水/超疏水船用铝合金表面制备及其耐久性

采用溶胶-凝胶法将SiO2纳米粒子涂覆在抛光和经激光刻蚀的船用铝合金表面,制备疏水/超疏水铝合金表面。利用使试样负载并在砂纸上摩擦滑行的方法测试疏水/超疏水表面的耐久性,结果表明:抛光表面的接触角随SiO2浓度的增高而增大,最大可达150.8°,但表面对水滴具有强黏附力。当摩擦滑行距离达到10m时,接触角小于铝合金表面原始接触角72.3°;激光刻蚀的网格和点阵微结构表面既具有超疏水特性又呈现出低黏附力;且网格表面的接触角更大,最大达155.4°,滚动角更小,最小仅为0.34°。当摩擦滑行距离达到10m时,表面依然疏水,且网格微结构的耐久性更强。     

超疏水纳米氧化锌材料的研究进展

具有自清洁功能的超疏水表面在日常生活与工业生产中有着广泛的应用前景,而物质表面化学组成和微观几何结构是影响固体表面润湿性的两个重要因素。ZnO作为一种重要的半导体材料,在导电、导热、抗氧化及生物安全性方面有着广泛的应用。近几年,纳米ZnO由于其特殊的微观结构用于超疏水表面的制备,拓展了其在自清洁方面的应用。本文介绍了通过表面微观结构调控、低表面能物质改性制备超疏水纳米氧化锌的研究进展和应用现状。总结了目前制备超疏水纳米氧化锌材料存在的问题。     

耐久性超疏水表面的构建及其研究进展

荷叶表面的超疏水现象由于其独特的性能,在生产生活方面有很大的应用前景,然而由于其较差的耐久性,其实际的应用受到了极大的限制。主要介绍了构建超疏水表面的主要方法,重点介绍了如何构建耐久性超疏水表面,指出了其耐久性超疏水目前存在的问题,并对其未来发展进行了展望。     

碳纳米管超疏水表面的研究进展

超疏水表面的制备成为近年来研究的热点,而碳纳米管因其优异的性能被应用到超疏水表面的制备中。从阵列结构和非阵列结构碳纳米管超疏水表面两个方面综述了近年来碳纳米管超疏水表面的研究进展,并对其未来的发展趋势进行了探讨。     

纯钛基体长效超疏水表面的低成本制备

为降低钛基上超疏水表面的制备成本,提高超疏水表面的耐久性能,以喷砂-阳极氧化法在纯钛基体上构造微纳复合粗糙结构,并使用商用氟碳罩光漆直接对其进行修饰获得超疏水性表面。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和接触角测试等技术对超疏水性表面的化学组成、表面形貌、润湿性和表面耐久性进行了研究。结果表明:喷砂处理在钛基表面构筑微米级凹坑,阳极氧化通过形成网状氧化膜在钛基表面构造纳米级结构,氟碳罩光漆修饰该微纳复合粗糙表面后,为表面引入大量含氟基团,使其获得超疏水性能。超疏水性表面与纯水的静态接触角达162°±2.3°,滚动角为2.1°±0.2°,具有优异的环境耐久性。     

超疏水混凝土的制备及应用于防腐防冰领域的研究进展

混凝土是民用基础设施中应用最广泛的建筑材料，但由于其亲水多孔的表面结构促进了水的渗透和腐蚀性离子的侵蚀，使混凝土受到冻融破坏、膨胀和剥蚀等，进而导致混凝土结构安全性及耐久性严重下降。超疏水表面具有良好的拒水性并且可应用于混凝土，涂层或整体超疏水混凝土在过去十年中受到了相当大的关注，在防腐防冰领域也具有较好的应用价值。在此背景上，本文首先简要总结了混凝土具体情况下的基本润湿性模型。其次，回顾了已有的构建超疏水混凝土的先进策略，主要分为表面疏水改性和整体疏水改性，并总结了两种不同策略的优缺点。当混凝土处于寒冷和海洋环境等极端环境时，超疏水改性是否提升混凝土防腐防冰性能显得尤为重要，因此讨论了超疏水改性对混凝土防腐防冰性能性能的影响。此外，对超疏水改性技术用于混凝土防腐、防冰的理论基础进行了简述。最后，指出了超疏水混凝土目前制造和应用中的挑战以及解决这些问题的潜在解决方案。     

超疏水表面微纳结构设计与制备及润湿行为调控(Ⅱ)

超疏水表面因其优异的自洁排水性能可望在高科技领域和日常生活等方面有美好的应用前景。目前通过对荷叶表面微纳结构仿生已达到在亲水材料上制备超疏水表面的准商业化水平。然而,超疏水表面现有制备方法一般都工艺复杂和费用高昂,同时其超疏水性与其他材料性能很难相容,限制了其实际应用。对此,特别需要深入理论研究,优化设计表面微纳结构,同时充分利用外界作用调控其润湿行为,实现其在某些高科技领域的率先应用。针对超疏水表面研究的这些关键问题,重点评述了当前超疏水表面理论研究特别是表面几何设计方面的最新进展,总结了目前国内外制备超疏水表面的流行技术方法,进而讨论了利用外界作用调控超疏水行为的可能性。     

超疏水表面微纳结构设计与制备及润湿行为调控(Ⅰ)

超疏水表面因其优异的自洁排水性能可望在高科技领域和日常生活等方面有美好的应用前景.目前通过对荷叶表面微纳结构仿生已达到在亲水材料上制备超疏水表面的准商业化水平.然而,超疏水表面现有制备方法一般都工艺复杂和费用高昂,同时其超疏水性与其他材料性能很难相容,限制了其实际应用.对此,特别需要深入理论研究,优化设计表面微纳结构.同时充分利用外界作用调控其润湿行为,实现其在某些高科技领域的率先应用.针对超疏水表面研究的这些关键问题,重点评述了当前超疏水表面理论研究特别是表面几何设计方面的最新进展,总结了目前国内外制备超疏水表面的流行技术方法,进而讨论了利用外界作用调控超疏水行为的可能性.     

路面用超疏水材料的抑冰研究进展

对路面超疏水材料的抑冰性能研究进展进行了综述。首先对超疏水性的基本理论进行了论述，然后系统论述了超疏水材料的防结冰机理和疏冰机理。超疏水材料通过抑制表面液滴的成核过程以及通过自身的低表面能和粗糙结构达到降低冰与基质之间粘附力的效果。且对超疏水在道路工程中的应用进行了论述，同时对其在应用中存在的问题进行了分析，指出发展具有良好耐久性能的超疏水表面将是今后路面抑冰研究的重点。     

超疏水纳米界面材料的制备及其研究进展

综述了国内外近年来制备超疏水表面的方法;重点介绍了4种简易制备粗糙表面的方法(溶胶-凝胶法、相分离法、化学气相沉积法、模板法),并探讨了其优缺点及发展方向;介绍了超疏水表面的应用,提出了未来超疏水表面制备所面临的问题.     

等离子喷涂制备超疏水表面研究进展EI北大核心

超疏水表面在自清洁、油水分离、水下减阻等方面具有巨大的应用价值。传统制备超疏水表面的方法往往工艺复杂、操作难度大、效率低下。等离子喷涂是一种常见的表面改性技术,利用等离子喷涂制备超疏水表面具有制备工艺简单、制备效率高的特点。本文综述了近年来利用等离子喷涂法制备超疏水表面的研究进展。首先介绍了超疏水表面和等离子喷涂技术的基本原理;然后,总结了大气等离子喷涂和液相等离子喷涂两种方法制备超疏水表面的工艺演变过程,阐述了两种方法的制备特点;最后,指出等离子喷涂法制备超疏水表面具有操作简单、成本低、制备性能优异等优点,但也面临着工艺参数探索复杂、性能与制备效率之间难以平衡等挑战。本文期望能在航空航天、海洋科学、军事装备涉及的关键零部件表面改性方面提供一定的参考价值。     

超疏水表面制备方法的比较

超疏水性是一种特殊的润湿性,它是指水滴与表面的静态接触角大于150°或者滑动角小于10°,其最初来源于“荷叶效应”。本文对近几年关于超疏水理论和自然界中超疏水现象研究进行介绍,并对超疏水表面的制备方法及其应用进行综述。分别总结了基于模板法、涂覆法、刻蚀法的超疏水表面制备方案的优缺点及其改进措施,重点阐述超疏水表面在金属表面抗腐蚀方面的应用。最后对具有特殊功能的超疏水表面的制备进行了介绍,如自愈性超疏水表面、润湿转变型超疏水表面。在制备方法中,模板法和涂覆法制备时间短、成本低,但稳定性和耐磨性较差;刻蚀法易于控制,但实用性受限。      

铝基表面超疏水材料的制备工艺、效果及耐蚀性

超疏水表面在自清洁材料、腐蚀防护及微流体运输等领域有着广阔的应用前景,目前对金属超疏水表面的研究较少,且制备方法较复杂,不能大面积制备。分别采用喷砂、阳极氧化、喷砂-阳极氧化等方法在铝基体表面构造粗糙结构并对其进行修饰,制备了超疏水表面,通过SEM、接触角及滚动角测定、腐蚀速率测定等分析了超疏水表面的微观形貌、疏水性能和耐海水腐蚀性能。结果表明:喷砂-阳极氧化法制备的铝金属表面具有微米-纳米二级结构,经氟化处理后,与水的接触角达158°,滚动角为1.5°,疏水性能良好;超疏水表面材料的腐蚀速率比铝材低1个数量级。     

透明超疏水涂膜的研究进展

透明超疏水涂膜不但具有超疏水表面的独特性能,而且对可见光具有良好的透光性,在生产和生活中有着广泛的应用潜力,已逐步成为超疏水表面领域的一个研究热点。介绍了超疏水涂膜的透明性,并归纳了近年来透明超疏水涂膜制备方法取得的新进展。根据现有的理论和研究,提出利用氟硅烷类低表面能物质,与溶胶-凝胶法、相分离技术、等离子体刻蚀等能提供表面微观结构和粗糙度的技术有机结合,并控制好粗糙度与可见光透过率之间的关系,可制备出适用的透明超疏水涂膜。     

等离子喷涂制备超疏水表面研究进展

超疏水表面在自清洁、油水分离、水下减阻等方面具有巨大的应用价值。传统制备超疏水表面的方法往往工艺复杂、操作难度大、效率低下。等离子喷涂是一种常见的表面改性技术，利用等离子喷涂制备超疏水表面具有制备工艺简单、制备效率高的特点。本文综述了近年来利用等离子喷涂法制备超疏水表面的研究进展。首先介绍了超疏水表面和等离子喷涂技术的基本原理；然后，总结了大气等离子喷涂和液相等离子喷涂两种方法制备超疏水表面的工艺演变过程，阐述了两种方法的制备特点；最后，指出等离子喷涂法制备超疏水表面具有操作简单、成本低、制备性能优异等优点，但也面临着工艺参数探索复杂、性能与制备效率之间难以平衡等挑战。本文期望能在航空航天、海洋科学、军事装备涉及的关键零部件表面改性方面提供一定的参考价值。     

功能化超疏水表面的构筑及其在金属防护中的应用

超疏水材料由于其独特的润湿性能，被广泛应用于日常生活和工业生产中。目前，单一功能化超疏水材料已经难以满足条件更为严苛的应用环境。近年来，超疏水表面在透明性、自修复、浸润性转换和耐久性等方面被广泛关注，并开展了一系列研究。这种材料的功能性应用于金属防护，能够极大地减少腐蚀介质与基底表面的接触，从而达到高效的防腐蚀效果，并满足表面的其他功能性需求。综述了功能性超疏水表面的构筑，及其在金属防护中的应用研究进展，并展望了超疏水材料在金属防护领域的研究热点和方向。     

制备超疏水表面的研究进展

综述了国内外近年来制备超疏水表面的方法,重点介绍3种简易制备粗糙表面的技术（相分离技术、模板技术、溶胶．凝胶法）,探讨了3种制备方法中不同种类的优缺点及发展方向,最后展望了超疏水表面的应用,提出了未来超疏水表面制备所面临的问题。     

仿生超疏水性表面及其制备研究进展

近年来,由于仿生超疏水性表面在自清洁、防腐蚀、微流体系统和生物相容性等方面所显示的独特性能以及在国防、工农业生产和日常生活中的潜在应用前景,有关超疏水性表面的研究引起了极大的关注。综述了超疏水性表面研究的最新进展,较为系统地对超疏水性表面的制备方法进行了评述。