茭白叶片超疏水性能机理分析

润湿性是指一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性,在自清洁、减阻、耐腐蚀等方面有大量的应用。本文利用水接触角测量仪研究了茭白叶表面的润湿性能,利用扫描电子显微镜(SEM)以及激光共聚焦显微镜表征了茭白叶片表面结构,借助Cassie理论解释了其润湿机理。研究表明,茭白叶表面具有超疏水性能,接触角可达151.5±3°,其表面覆盖有蜡质表层,微观结构为亚毫米沟槽与微米凸起的复合结构。具有超疏水性能的主要原因是微观结构与蜡质表层的综合作用,理论计算所得水接触角与试验值基本相符。该研究为我们仿生设计、制备疏水防粘表面提供了很好的启示。     

超疏水表面蒸汽及含不凝气蒸汽滴状冷凝传热实验分析

通过紫铜基表面上制备两种具有微纳米结构的超疏水表面以及相同化学修饰的光滑疏水表面,实验研究了各表面上空气环境下水的润湿特性以及在纯蒸汽、蒸汽-空气混合气体环境下,表面的滴状冷凝传热特性和冷凝液滴的运动和润湿特性。结果表明:纯蒸汽滴状冷凝条件下,超疏水表面的传热性能明显低于光滑疏水表面的传热性能;含低浓度不凝气蒸汽冷凝环境下,超疏水表面传热性能与光滑疏水表面相近;蒸汽冷凝环境中,超疏水表面上液滴的接触角明显低于其在空气条件下接触角,并且接触角滞后增大。分析得到,微纳米结构的存在使冷凝过程液滴的接触角滞后增大,微纳米结构中冷凝液滞留增加的壁面热阻等抑制了滴状冷凝传热性能;并提出了蒸汽及含不凝气蒸汽冷凝环境中液滴在超疏水表面上的润湿模式。     

超疏水铁表面的制备及其自清洁性能研究

采用氯化铜刻蚀的方法在铁片表面构造出具有微-纳米尺度的粗糙结构,并用硬脂酸作为低表面能物质进行疏水化改性,制备了具有超疏水特性的铁表面。对影响超疏水铁片表面粗糙结构和润湿性能的各种因素进行了讨论。采用接触角测量仪、扫描电镜、原子力显微镜等对材料的表面进行表征,同时探讨了其在自清洁中的应用,并用Cassie理论对表面的润湿性进行分析。结果表明,当CuCl_2浓度为0.005 mol/L、刻蚀时间为15 min、硬脂酸质量分数为0.5%、修饰时间为10 min时,表面具有超疏水性,其水接触角达153.6°。该表面在温度0~100℃、pH11范围内能保持超疏水性,有良好的稳定性,并且对水滴的粘附力极低,且具有良好的自清洁性能。     

特殊润湿表面制备方法及表面形貌研究进展

特殊润湿表面的不同制备方法可以制备出各种形貌的超疏水/超亲水,或者两者兼顾的表面,从而引起表面润湿性,以及物理、化学稳定性等方面的差异.本文对超疏水、导向型超疏水、吸附型超疏水、超双疏以及超疏水-超亲水共存表面共4种类型润湿表面进行了总结,对采用化学刻蚀法、模板法、溶胶-凝胶法、诱导沉积法、层层自组装法、激光处理法、3...     

十四酸铜超疏水表面的溶剂热法制备及其润湿性

超疏水表面是防止低温条件下风机叶片表面结冰、保证机组安全运行的重要材料之一。本文以十四酸乙醇溶液和铜片为前体,基于溶剂热法将十四酸铜原位生长于铜片表面,通过调控前体浓度和反应时间获得了不同润湿性的疏水表面,实现了疏水表面润湿性的有效调控。此外,采用扫描电子显微镜（SEM）观察了十四酸铜团簇的微结构及分布状态;借助X射线衍射仪（XRD）验证团簇粉末的晶格成分;通过接触角测量仪量化不同条件下样品的表面润湿性。结果表明,随着铜片表面十四酸铜团簇密集程度的增加,液滴与铜片的接触角增大,铜片润湿性降低;十四酸乙醇溶液浓度及反应时间可以显著改变十四酸铜分布状态,进而改变表面润湿性。疏水表面润湿性的变化是由于Ostwald熟化促进晶体生长,使表面的“禾苗”状聚合物逐渐生长成十四酸铜微米花。     

水溶性高分子NCP和HPAM对钙质蒙脱土表面润湿性的影响

用JF99A粉体接触角测量仪测定了水溶性阳离子聚合物NCP溶液和部分水解聚丙烯酰胺HPAM溶液在粉体钙质蒙脱土上的润湿性. 实验结果表明NCP溶液在0~1 g/L浓度范围内蒙脱土表面的润湿接触角比水在蒙脱土表面的润湿接触角小，并且比浓度相当的HPAM溶液在蒙脱土表面的润湿接触角要小得多；相同浓度NCP和HPAM溶液中达到吸附平衡的蒙脱土干燥过筛处理后的样品对水的润湿接触角也是前者小于后者，其差别比各自溶液在蒙脱土上的润湿性的差别更大，即经NCP处理后的蒙脱土对水的润湿性明显变好，而经HPAM处理后的蒙脱土对水的润湿性变差.     

智能表面可润湿性材料的研究进展

润湿现象广泛存在于自然界和工程应用中,智能表面可润湿性材料日益成为研究的热点,近年来引起了人们的广泛关注。综述了润湿性的理论模型、疏水/亲油行为理论和亲水/水下超疏油理论,同时对近些年来国内外可润湿性的不同响应系统（电、pH、光、热、离子等响应刺激系统）进行了综述,改变响应材料的表面和化学性质,导致材料可润湿性的改变。展望了未来可润湿性的研究方向,对润湿表面理论和应用方面存在的一些挑战进行了总结和建议。     

基于水热处理的镁合金超疏水表面制备及其腐蚀防护性能研究

为了改善镁合金表面较差的耐腐蚀性能,对镁合金表面依次进行了水热处理和低表面能物质修饰处理,并利用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、接触角测量仪对其表面形貌、表面组成和表面润湿行为进行了研究。结果表明,经水热处理后,镁合金表面生产了一层结构粗糙的氢氧化镁,经低表面能物质修饰之后,接触角可达158.5°,滚动角8°,显示出优异的超疏水性。电化学测试结果表明,制备的超疏水表明腐蚀防护性能优异。     

羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂在煤沥青表面的润湿特性

以自制的羟基和酯基型Gemini双季铵盐表面活性剂为研究对象,在考察其表面活性的基础上,进一步研究了表面活性剂在煤沥青表面的润湿性。研究表明,羟基型Gemini表面活性剂在煤沥青表面的接触角随疏水链长度的增长呈先减小后增大趋势,其中C₁₂-OH在煤沥青表面的润湿效果最好;对于m-n-m酯基型Gemini表面活性剂而言,接触角随疏水链长度的增长而降低。当疏水链长度一定时,m-6-m在煤沥青表面的润湿效果比m-2-m好。在一定浓度范围内,C₁₀-OH、C₁₂-OH和12-2-123种Gemini表面活性剂的表面张力与其在煤沥青表面黏附张力呈线性关系。煤沥青表面的Zeta电位随Gemini表面活性剂浓度的增大呈先增大后趋于平稳的趋势。     

耐腐蚀超疏水超亲油不锈钢网的制备及其在油水分离过程中的应用

以不锈钢网为基底,通过化学刻蚀法制备微米级粗糙表面,通过一步浸泡法将st9ber法制得的疏水亲油纳米Si O2颗粒沉积到粗糙的不锈钢网表面,制备了具有微纳二级粗糙结构的超疏水超亲油不锈钢网。利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和接触角测量仪(CA)表征了超疏水超亲油不锈钢网的表面形貌、化学组成和润湿性能,并将其用于油水分离过程中。结果表明,疏水亲油纳米Si O2颗粒成功的沉积到不锈钢网表面;水滴在超疏水超亲油不锈钢网上的接触角最大为151°,煤油的接触角为0°;制备的超疏水超亲油不锈钢网不仅能高效的分离不同种类油和水的混合物,还能高效的分离油和腐蚀性液体(强酸或强碱水溶液)的混合物,其耐腐蚀特性可满足复杂环境下的油水分离要求。