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.     

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。     

微织构超疏水表面的制备及应用研究进展

微织构超疏水表面因其稳定的憎水性能在耐腐蚀、抗结冰和油水分离等领域得到了广泛应用。激光、电火花线切割和微铣削加工技术具有工艺简单、加工精度高和可控性好等优点，是制备微织构超疏水表面的有效途径。综述了微织构超疏水表面的制备方法及应用进展，并指出现阶段存在的问题及未来的发展方向。     

超疏水表面的润湿性及其应用研究

润湿性是衡量超疏水表面疏水强弱的最重要特征之一,主要由表面化学组成和表面微观结构共同决定.简述了超疏水表面的润湿性理论,综述了超疏水表面的最新研究进展,包括制备方法、应用研究及理论分析,详细介绍了其在自清洁和减阻方面的应用,最后提出了现阶段超疏水表面研究所面临的问题,并展望了其诸多领域的发展前景.     

水泥基超疏水材料自清洁技术研究进展

超疏水材料是一种新型智能仿生材料，具有优良的自清洁、抗凝冰、防腐等性能，已广泛应用于航天、建筑、电力等领域。但在公路交通领域尚处于探索研究阶段。水泥基超疏水材料自清洁技术源于自然界的“荷叶效应”，超疏水表面的微纳结构和低表面能降低了污染物与涂层的粘附力，赋予超疏水表面优异的自清洁性，为水泥基材料的主动防污技术提供了新思路。目前，水泥基超疏材料自清洁理论与技术尚不成熟，主要通过表面微纳米复合结构和低表面能化学物质协同制备水泥基超疏水材料，从而实现水泥基材料自清洁功能。水泥基超疏水材料的制备技术主要包括表面疏水改性和本体疏水改性两种。硅烷/硅氧烷类和硬脂酸等疏水材料因其环保、成本相对低廉，使用频率较高。水泥基表面超疏水涂层处理类型主要包括涂覆法、模板法、层层自组装法等。表面超疏水改性对水泥基材料力学强度的影响较小，而整体超疏水改性因内掺疏水材料，延缓水泥水化反应，降低了水泥基材料的力学强度。水泥基表面超疏水涂层因其施工简便、性价比高、能耗低，应用更为广泛。水泥基超疏水材料自清洁性能评价方法尚未统一，其中以模拟污染物收集法应用较为广泛。由于水泥基材料工程结构复杂，影响因素众多，从实际工程应用...     

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。     

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。     

沥青路面超疏水抗凝冰材料研究进展

超疏水材料作为一种具有特殊表面性质的新型智能仿生材料,因其优良的疏水防冰性能,已广泛应用于航天、电力等领域,但在公路交通领域尚处于探索研究阶段.沥青路面超疏水抗凝冰材料属于主动抑冰融雪技术,能够延缓道路结冰,降低冰层与路面间的黏附力,为冬季沥青路面的疏水防冰提供新思路.目前,沥青路面超疏水材料抗凝冰理论及技术尚不成熟,主要通过加入低表面能材料和提高表面粗糙度两种方式构建超疏水表面,从而缩短液滴与界面接触时间、降低凝固点、延迟结冰时间以及降低冰层与基质表面的粘结力,从而达到疏水防冰的目的.路用超疏水材料主要包括疏水型融雪抑冰材料和抗覆冰超疏水涂层材料两种.沥青路面超疏水涂层承受复杂外界因素的综合作用,其耐磨性、长期疏水防冰性能受到广大研究学者的关注.本文介绍了"冰-路"界面粘结机理;按加载方式将"冰-路"粘结强度测试方法分为直接拉拔法、离心力法、冲击法、间接拉伸法、剪切应力法等.超疏水材料的长效性问题主要表现为机械稳定性和耐磨性应用效果不佳.沥青路面表面结构复杂,影响因素众多,从实际工程应用来看,沥青路面超疏水抗凝冰材料的制备技术、评价方法和工程应用长效性仍需进一步研究.本文归纳了沥青路面超疏水抗凝冰材料的研究进展,分别对超疏水材料抗凝冰理论、沥青路面超疏水材料制备方法、沥青路面超疏水涂层处治技术、超疏水涂层抗凝冰性能测试方法和超疏水材料长效性等方面进行了介绍,分析了沥青路面超疏水抗凝冰材料面临的问题并展望了其前景,以期为制备耐久、环境友好的新型沥青路面超疏水抗凝冰材料提供参考.     

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。     

微纳米结构超疏水膜层的构建与性能研究进展

介绍了超疏水膜层制备的理论,综述了微纳米结构超疏水膜层的构建方法与纳米粒子在超疏水膜层制备中的应用。微纳米结构与低表面能是形成超疏水膜层的2个关键要素,目前的制备方法在一定程度上实现了基体表面的超疏水性能,但试验设备贵、操作复杂、成本高;改性纳米粒子在超疏水膜层制备中具有重要应用,但存在官能团不稳定、改性剂成本高、表面微观结构脆弱等问题。因此,研究易于操作、低成本的制备技术、获得耐用性好的膜层是超疏水材料的重要研究方向。     

静电纺丝法制备聚苯乙烯超疏水纤维的研究进展

作为一种可制备超疏水表面的聚合物,聚苯乙烯受到了广泛关注,其潜在的应用范围包括燃料领域、光学领域、生物医学领域、金属防锈等。早期的研究主要集中在静电纺丝过程参数对纤维结构的影响,确认获得超疏水性能的必要条件,其中最基本的是纤维膜织物要存在微纳结构;然后是优化过程参数,尝试添加纳米粒子,在获得其他性能的同时,保持或进一步提高其疏水性能;如今对疏水膜的研究重点集中在实际应用方面,即增加其机械性能,以期能够具有更好的用途。     

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。     

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。     

超疏水涂层的制备及其在金属防腐领域的应用研究进展

由于超疏水材料表面的特殊结构和高疏水性，当其应用在金属表面时，能有效阻止金属基材与腐蚀介质的接触，从而大幅度地提高金属材料的耐腐蚀性能及使用寿命。首先对固体表面浸润理论以及超疏水材料的基础理论进行阐述；然后，介绍了在金属材料表面制备超疏水涂层的常用工艺技术；最后，总结并讨论了超疏水表面涂层在钢、铝和镁等金属材料上的近期发展与应用状况。     

耐久性超疏水表面的研究进展

介绍了超疏水表面的性质并指出目前超疏水表面存在耐久性的缺陷,阻碍了其实际应用和推广。对目前制备耐久性超疏水表面的研究进展进行了综述,列出了现今耐久性超疏水表面的应用,指出目前耐久性超疏水存在检测及标准不统一、理论支持不足、制备条件苛刻等问题,并就这些问题对未来耐久性超疏水研究做出了展望。     

透明超疏水聚乙烯薄膜的制备及性能分析

目的研究包装透明超疏水聚乙烯(PE)薄膜的制备方法及其性能。方法以纳米二氧化硅和无水乙醇为原料,将纳米二氧化硅溶于无水乙醇制得二氧化硅半透明溶液,采用浸渍提拉法将PE膜在二氧化硅溶液中浸泡数分钟后提拉取出并自然干燥,然后用扫描电子显微镜、接触角测量仪、透光率雾度测定仪测量膜表面的性能,并进行研究分析,用污水浸泡样品数天后测量其抗污性。结果成功制备了透明超疏水PE薄膜,其表面与水的接触角高达(171±2)°,滚动角低至1°。当纳米二氧化硅的质量浓度为10 mg/mL时,其薄膜表面表现出了优异的透明性、防水性和抗污染自清洁性。结论采用简易方法制备了透明超疏水聚乙烯塑料薄膜,提高了聚乙烯膜超疏水自清洁的性能,大大增强了聚乙烯膜在包装领域的应用前景。     

超疏水纺织材料研究现状

超疏水纺织材料的开发主要基于荷叶效应，其具有优良的防水、防污、自清洁及抗细菌粘附等实用功能，已成为功能性纺织材料的研究热点。从超疏水机理出发，解释构建超疏水表面结构的两个关键因素(微纳米粗糙度与低表面能),同时介绍浸涂、喷涂、溶胶-凝胶、沉积、自组装、等离子体等制备超疏水纺织材料常用方法。最后综述超疏水纺织材料在医疗卫生、油水分离、雾水收集等领域的应用现状，并展望其未来发展趋势。     

硅藻土/TiO2基超疏水涂层的制备及应用研究

以硅藻土和TiO₂为微纳米结构的构筑物，以聚二甲基硅氧烷为低表面能改性剂，采用喷涂法在多种基底表面制备超疏水涂层材料。该涂层具有优异的超疏水性能，水静态接触角高达161°,表面自清洁性能优异，且耐热温度可高达350℃。该超疏水涂层材料在纺织品自清洁、医用防水及工业防腐等领域具有一定的应用前景。     

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。