自修复超疏水多功能协同作用涂层研究进展

自修复超疏水涂层是近年来多功能涂层研究的热点之一。文中总结了超疏水自修复涂层的修复机理,包括表面形貌的恢复和低表面能物质的补充。表面形貌的恢复可采用动态化学键和气体补偿来实现;低表面能物质的补充依靠在外界条件刺激下表面能驱动底层的低表面能物质迁移至涂层表面。目前有利用形状记忆合金实现大尺度结构损伤自修复、减少对外界刺激依赖实现自主自修复进程、利用分子结构设计自修复、多层光滑浸渍多孔表面(SLIPS)设计自修复等新的研究方向。同时介绍了自修复超疏水性能结合其他功能的多功能协同作用涂层的应用,包括超疏水自修复多功能纤维、超疏水防腐蚀自修复涂层和超疏水导电自修复涂层,各个功能间不是简单的叠加而是协同作用使涂层整体性能达到最佳,这为多功能涂层的设计提供了新思路。最后展望了自修复超疏水涂层的发展方向。     

超疏水/超双疏表面自修复方式的研究进展

超疏水/超双疏材料存在耐久性和稳定性的问题,因此很大程度影响了超疏水/超双疏材料的实际应用。受自然界中荷叶、三叶草等超疏水表面在受到破坏后,表面粗糙结构和表面组成可以恢复直到生物死亡的启发,科研学者通过不断探索研究出修复超疏水/超双疏材料的一些方式。本文从低表面能物质和表面微观结构的自修复角度出发,综述了影响超疏水/超双疏表面的自修复方式。当超疏水/超双疏表面受到物理破坏或者化学破坏时,失去超疏水以及超疏油性能,在温度、相对湿度、机械、UV等诱导条件下,低表面能物质迁移至表面完成自修复过程以及表面微观结构的自修复,从而使超疏水以及超疏油性能得以恢复。价格低廉的环保材料和系统性地研究自修复的机理是将来超疏水/超双疏自修复材料的主要研究方向。     

耐久型超疏水表面的研究进展

超疏水表面因其特殊的润湿性和广泛的应用引起了人们的关注。然而,在使用过程中超疏水表面容易受到机械作用或化学攻击的影响,造成低表面能物质的缺失或微纳粗糙结构的破坏而丧失超疏水性能。因此,如何构建耐久型超疏水涂层是超疏水领域的一个巨大挑战。基于此,本文主要从耐磨和自修复两个角度综述了耐久型超疏水表面的最新研究进展。首先,从引入化学键、引入弹性材料和利用基材表面构筑微纳粗糙结构等方面总结了提升超疏水表面耐磨性的途径。其次,从低表面能物质的自修复、微纳粗糙结构的重构以及本体自修复等方面总结了超疏水表面自修复性的实现途径。并对耐久型超疏水表面的产业化状况进行了讨论。最后,对耐久型超疏水表面今后的发展进行了展望,以期为制备应用广泛的耐久型超疏水表面提供参考。     

超疏水导电聚吡咯材料的研究进展

超疏水固体材料在防腐、防雾、防结冰与自清洁等方面中有着非常重要的应用前景.着重讲述了由表面微观形貌调控或低表面能物质掺杂来制备超疏水导电聚吡咯材料的研究进展和应用现状,概括了现有超疏水导电聚吡咯材料制备和性能方面存在的一些难题.     

耐久性超疏水表面研究进展

虽然超疏水表面因独特的性能而在国防、工农业生产及日常生活中有着广泛的应用前景,但其较差的力学耐久性却限制了其在实际中的使用。本文简要介绍了超疏水表面耐久性较差的原因和提高其耐久性的基本方法,然后从机械稳定性、耐油污性以及可修复性等方面对近年来耐久性超疏水表面制备技术取得的新成果进行了概述,并指出加强理论研究以设计出价格低廉、制备方法简单同时具备耐久的微观结构和耐久的低表面能物质的超疏水表面是超疏水表面研究的一个重要的发展方向。     

仿生超疏水表面的研究进展

近些年,超疏水表面因其优秀的疏水性能和广泛的应用前景,使其成为国内外研究的热点之一。从仿生制备超疏水表面到将其功能化应用到多种领域,超疏水表面的研究在近几年飞速的发展。本文综述了近几年超疏水表面的研究进展,如高效吸油材料、外界刺激下粘附性响应、自修复超疏水涂料等方面的应用,并对超疏水表面的研究发展进行了展望。     

仿生超疏水表面的制备与应用的研究进展

近些年,受自然界中具有超疏水性表面的动植物的启发,在结合外部环境的影响并充分考虑表面化学组成与表面微观结构的基础上,科学研究工作者们已经探究出超疏水性表面的制备方法,并成功制备出超疏水性能表面。伴随研究者们对超疏水性表面更加深入的研究,众多制备超疏水表面的方法不断出现,本文介绍了影响表面润湿性的因素,归纳超疏水涂层表面的6种常用的制备方法,其中包括等离子体法、刻蚀法、溶胶-凝胶法、沉积法、模板法、层-层自组装法等方法,以及超疏水表面在流体减阻、防积雪防冰冻、防腐蚀、油水分离等方面的应用情况;并对超疏水将来的发展进行了展望。应进一步研究力学性能的稳定性、被损的自修复能力等。     

含氟超疏水表面制备研究进展

超疏水表面在防水、防污、抗冰方面的突出性能使得其在生产和生活中诸多方面有着良好的应用前景。利用现有材料中表面能最低的的含氟材料,配合溶胶凝胶法、粒子填充法、模板法、气相沉积法、相分离法、等离子体处理法、刻蚀法等技术所构造的微观结构,即可使表面获得超疏水性能。对含氟超疏水表面制备技术取得的新进展进行简要的介绍,并对其前景进行了展望。     

荷叶表面微观结构的探究及超疏水铜的制备和表征

采用光学显微镜和原子力显微镜对荷叶结构进行观测,了解荷叶的微观结构及超疏水的原因。采用简单便捷的方法制备出了具有不同黏附性能的超疏水表面。通过控制氨气对金属铜表面的腐蚀时间,制备了超疏水表面铜。利用低表面能氟硅烷修饰后,表面表现出超疏水特性,接触角均大于100°。     

基于溶胶-凝胶技术法制备疏水表面

浸润性是固体表面的重要特征之一,它是由表面的化学组成和微观几何形貌共同决定的。通常将与水的接触角超过120°的表面称为疏水表面,由于疏水涂层独特的表面特性在国防、工农业生产和日常生活中都有重要应用前景。Shang和Pu等通过在SiO2纳米粒子涂层表面组装低表面能含氟聚合物的方法,制备具有疏水性能的涂层,     

自修复超疏水材料的制备及功能化研究进展

该文归纳了近年来自修复超疏水材料的研究进展,总结了外援型和本征型自修复超疏水材料的制备方法,并介绍了功能化自修复超疏水材料及其应用,最后指出了自修复超疏水材料现阶段所面临的挑战和未来的发展方向。与普通超疏水材料相比,自修复超疏水材料具有优良的表面稳定性和循环使用性,其使用寿命得到明显延长。此外,将自修复超疏水材料功能化,还能够进一步扩大其使用范围。随着科学技术的发展,自修复超疏水材料必将在电子电器、医疗卫生、人工智能、海水淡化等众多领域中发挥关键性作用。     

铜基超疏水表面防覆冰/抗霜冻特性分析

超疏水表面具有良好的防覆冰性能,有望改善低温条件下设备和设施的可靠性。本文采用氨气腐蚀法,制备具有微纳结构的铜表面,通过低表面能氟硅烷修饰后,金属铜表面表现出超疏水特性,其水接触角可达152.1°。利用电镜扫描、接触角测量、结冰和结霜实验分别对超疏水铜表面的表面结构、湿润性能和防覆冰性能进行研究。结果表明,超疏水表面的防覆冰/抗霜冻性能不仅与表面的粗糙度有关,还受液滴在固体表面的湿润状态的影响。当液滴在具有微-纳米结构的超疏水表面处于Cassie状态时,液滴与金属表面的接触面积小,液滴结冰速率较慢,金属表面同时具有较好的防覆冰和抗结霜性;而当液滴在金属疏水表面处于Wenzel状态时,霜晶与固体表面的接触面积增加,加快霜层的生长,金属表面的抗结霜性明显降低。     

非金属超疏水材料的制备方法及研究进展

介绍了构造超疏水材料的基本原理,综述了近年来超疏水材料的制备方法,重点介绍了构造表面微纳米粗糙结构的方法（刻蚀法、相分离法、模板法、化学液相沉积法、溶胶凝胶法）,并讨论了不同制备方法的优缺点和应用前景。用激光辐照、等离子体刻蚀等方法处理非金属材料都能得到理想的微纳米结构;用激光刻蚀低表面自由能的聚合物材料,可以不用修饰直接得到超疏水表面;相分离法适用于制备超疏水聚合物薄膜,其优点是设备简单,成本低,适合大规模制造;利用模板压印法制备聚合物超疏水材料简单易行,利用剥离力和反模板的作用,可以形成理想的二阶微纳米粗糙结构。     

Ice adhesion on different microstructure superhydrophobic aluminum surfaces

The adhesion of ice to high -voltage overhead transmission lines should be small to ensure ease of ice shedding under small external forces. In this work, we studied the influence of the microstructure of superhydrophobic surfaces on the strength of ice adhesion at a working temperature of ?6?°C. Compared to a bare aluminum surface, the microstructure superhydrophobic aluminum surfaces did decrease ice adhesion strength. The superhydrophobic aluminum surfaces with a larger number of micro-holes produced the lowest strength of ice adhesion; its ice adhesion strength was ～163.8 times lower than that for the bare aluminum samples. Furthermore, such microstructure aluminum surfaces had water contact angles larger than 150° and water sliding angles of less than 8.2° even at a working temperature of ?6?°C. The low values of the ice adhesion strength of the above samples were mainly attributed to the superhydrophobic property, which was obtained by creating a structure of micro-nanoscale holes on the aluminum surface after treatment with a low- surface-energy fluoroalkylsilane (FAS).     

本征型自愈合聚氨酯及其相关复合材料的研究进展

综述了近年来本征型自愈合聚氨酯材料的研究进展,包括共价和非共价化学自愈合聚氨酯,以及负载有纳米填充物的相关复合材料的应用.归纳了这些先进材料的发展进程以及赋予其自愈合特性的不同方法,介绍了自愈合聚氨酯领域的潜在应用、挑战和未来的发展前景.     

Omniphobic surfaces: state-of-the-art and future perspectives

Limited oleophobicity of the Lotus-inspired superhydrophobic surfaces accompanied by low stability and self-healing inability, have led to the evolution of synthetic omniphobic surfaces that repels a variety of liquids. This review summarized recently developed concepts for preparation of such surfaces, based on engineering the surface properties. Future challenges and perspectives for this growing field of research have also been addresses.     

超疏水PET织物的制备及其抗菌性能

纺织物表面的超疏水特性将赋予其优异的自清洁性能。以PET无纺布为基材,探索了利用溶胶-凝胶法在预处理后的PET织物表面构筑具有微纳结构的超疏水涂层的方法;并利用扫描电镜（SEM）、接触角测量仪表征了改性PET织物表面的微观结构和润湿性。进一步地,分别以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为试验菌株,通过细菌转移法和抑菌圈法评价与分析了改性PET织物表面的抗菌性能。研究表明：利用改进的Stöber溶胶-凝胶过程能够在经碱减量法预处理的PET表面原位形成SiO₂纳米粒子;再用含疏水性长链的十二烷基硅烷对这一表面进行改性,并经过表面热处理,就能够成功地在PET织物表面构筑多层次的微/纳结构,从而制得表面具有超疏水特性的PET织物,其接触角可达到163°。这一超疏水PET织物能够抑制细菌在其表面的生长繁殖,表现出了明显的抗菌特性。