超疏水表面的研究进展

综述了超疏水的研究进展,在以荷叶和水黾为例介绍湿润现象的基础上,讨论了超疏水结构在自然界中的真实存在。还介绍了接触角的原理和接触角与粗糙表面的联系,探究了湿润的微观现象以及接触角的影响因素。不仅介绍了超亲水表面的主要制备方法及其相关的理论研究,还综述了超疏水材料在耐腐蚀、自清洁、织物中的应用。目前超疏水材料研究如火如荼,超疏水表面具有非常广阔的发展前景。超亲水表面材料目前还是处于大规模工业化应用之前的研究阶段,成本较高、耐久性差都是这种材料的不足之处,因此还有极大的空间有待后人去探究发掘。     

超疏水表面研究进展

超疏水表面由于其独特的润湿性,在自清洁等领域具有非常重要的作用。本文阐述了超疏水表面的研究背景、制备超疏水表面的基本方法和含氟及无氟超疏水表面的最新研究进展,总结了当前超疏水表面仍需解决的问题并提出了建议,最后对未来绿色环保的超疏水表面进行了展望。     

超疏水表面涂层研究进展

超疏水表面具有自清洁、非湿润等特性,在涂饰、防水和生物医药材料等许多领域中用途广泛。从超疏水表面的制备方法和相关的理论分析方面综述了超疏水表面的研究新进展,指出超疏水表面涂层研究中存在的问题,并对超疏水表面研究的未来的发展进行了展望。     

超疏水表面润湿性能研究

润湿性能是固体表面的重要特征之一,具有特殊润湿性和可控润湿性材料因其巨大的应用潜力而成为人们关注的热点。介绍超疏水状态下Wenzel和Cassie-Baxter两种接触角模型及其相互关系,讨论了微纳米结构对疏水表面接触角的影响,总结了近年来超疏水表面制备技术的研究进展,并展望了超疏水表面润湿理论研究前景。     

超疏水性涂层的研究进展

简述了超疏水性表面的基本原理,分别从低表面能材料和涂层表面微细粗糙结构的构建两个方面,对超疏水性涂层的制备技术和最新成果进行了概括,并展望了其应用前景。     

超疏水表面制备的研究进展

近年来,在研究领域接触角大于150°的超疏水表面有着巨大的吸引力.超疏水表面一般通过构造一定表面粗糙度和用低表面自由能物质修饰表明而成.文章简单的介绍了疏水表面的基础理论和最新研究进展.虽然超疏水表面在实际应用中还有一定的限制,但这些困难都将慢慢被克服,最后超疏水表面将应用在各种不同的工业领域.     

具有微纳米阶层结构仿生超疏水表面的研究进展

文章介绍了几种天然超疏水生物表面最新的研究进展,包括荷叶、水稻叶以及水黾腿,研究结果表明:微米与纳米相结合的结构不仅可以产生较大的接触角,而且可以产生较小的滚动角;简要地论述了表面疏水模型,特别介绍了近年来,以从自然界获得的结果作为理论依据,一些具有微纳复合结构超疏水界面材料的研究成果。最后对超疏水材料的研究趋势作了展望。     

静电纺制备超疏水表面纤维膜的研究进展

简介经典的固体表面润湿性理论,阐明了实现超疏水性的两个必要条件：低表面能表面和微一纳米复合结构。综述了当前国内外静电纺丝制备超疏水纤维膜的最新研究进展及其应用前景。     

微纳米结构对聚合物超疏水表面润湿性的影响

对聚合物超疏水表面疏水原因的理论分析及其超疏水表面常用的制备方法进行了总结,并从热力学角度评述了关于超疏水状态的两种理论模型:Wenzel模型和Cassie模型,分析了微纳米结构对聚合物超疏水表面表观接触角的影响.     

铝合金基体上超疏水表面的制备

采用简单化学刻蚀的方法制备出多晶铝合金基体上的超疏水表面.刻蚀后的铝合金表面经过氟化处理后具有了超疏水的性质,水滴与表面的接触角达到156°,接触角滞后为5°.通过对表面进行扫描电镜分析可知,超疏水铝合金表面上具有了由长方体状的凸台和凹坑构成的深浅相间的微纳米结构,这些微纳米结构相互连通形成凹凸不平的“迷宫”结构,这种结构经氟化修饰后,可捕获空气,形成水与基底之间的气垫,对表面超疏水性的产生起到了关键的作用.文中对铝合金基体上的超疏水现象以Cassie 理论进行了分析,结果表明,水与表面形成了非均匀接触,约12%的面积是水滴和基体接触,而有约88%的面积是水滴和空气接触.研究中考查了不同刻蚀时间以及不同刻蚀液浓度对表面疏水效果的影响.最佳制备条件为:盐酸溶液浓度为4.0 molL1,刻蚀时间为12 min.     

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。     

仿生超疏油表面的研究进展

超疏油表面由于在解决石油对管道壁的黏附、海洋油污污染等问题具有广泛的应用前景,越来越受到人们的关注。本文介绍了几种特殊生物的表面结构和润湿性、经典的润湿理论模型及润湿理论的新进展;按照制备方法的不同分别介绍了近年来仿生超疏油表面的研究进展,指出了各方法的优缺点,并针对现有制备方法存在的一些不足,指出建立完善且更符合实际的润湿理论模型,以制备出成本低、周期短、方法简单同时具有较稳定的、耐久性好、耐磨损、与基体结合牢固的超疏油表面,是超疏油表面研究的一个重要发展方向。     

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。     

Investigations on reducing microbiologically-influenced corrosion of aluminum by using super-hydrophobic surfaces

Electrochemical impedance spectroscopy, potentiodynamic polarization and scanning electron microscopy were carried out to determine the effect of super-hydrophobic surfaces on the marine bacterium Vibrio natriegens (V. natriegens) adhesion. Four different samples were prepared in order to investigate the anti-biocorrosion mechanism of super-hydrophobic surfaces. Potentiodynamic polarization suggested that the V. natriegens attached on the surface mainly enhanced the reaction kinetics of the anodic reaction and accelerated the dissolution of aluminum. EIS results were interpreted with different equivalent circuits to model the physicoelectric characteristics of the electrode/biofilm/solution interface. The results showed that neither anodization nor chemical modification could decrease the bacterial adhesion and corrosion rate individually. V. natriegens showed only weak attachment to the super-hydrophobic surface, and the biocorrosion mechanism was closely associated with surface energy and surface topography.     

基于超疏水原理的自清洁表面研究进展及产业化状况

简要介绍了超疏水表面的自清洁原理及制备方法。从能否量产和自清洁稳定与否角度出发,指出了超疏水自清洁表面存在的问题。概括了当前超疏水自清洁表面的产业化状况,对其未来发展作了展望。     

超疏水表面自修复及应用的研究进展

超疏水表面因具有诸多优异特性而展现出良好的应用前景,但在实际应用中容易受到外界机械力损坏或化学侵蚀,赋予超疏水表面自修复性能可以较好地改善表面耐久性,延长其使用寿命。本文针对修复构成超疏水表面的微观结构与低表面能物质展开论述,介绍了在湿度、温度、光等外界因素的引发下超疏水表面对低表面能物质的修复行为与特点,以及以形状记忆聚合物为主制备的超疏水表面对微观结构进行修复的过程。此外,介绍了具有自修复性能的超疏水表面在防腐蚀、油水分离、防覆冰等领域的应用。最后,讨论了通过优化表面结构和化学组成开发自修复超疏水表面的挑战和前景,环保型且无需外界刺激即可迅速对微观结构与低表面能物质进行双重修复的超疏水表面具有重要的研究意义。     

特殊润湿性表面的油水分离研究进展

以油水分离的材料表面润湿性为主线,介绍了特殊润湿性表面的制备机理,分析了超疏水超亲油、超亲水超亲油、超亲水超疏油、可转换润湿性的智能表面的优缺点,提出了特殊润湿性材料在油水分离方面的改进方向。未来特殊润湿性材料表面必定向环保、低廉、多功能的方向发展。     

太阳能利用透光表面超疏水增透膜研究进展

透明超疏水性表面可以阻挡大气尘埃附着,减少表面反射率,提高透光率。超疏水增透膜与传统增透膜相比,具有自清洁性、低反射率和高透光性等优势。本文对增透膜和超疏水表面的基本原理进行了介绍,对比了近年来超疏水增透膜的4种制备方法（沉积法、刻蚀法、自组装法和溶胶-凝胶法）的优缺点,说明了高透光性和低反射率的超疏水表面研究进展。最后对超疏水性增透涂料的潜在应用前景进行了展望,改善超疏水增透膜的耐久性和开发适用于各种应用场合的超疏水增透膜将是未来研究的重点。     

几种元素在金属表面化学转化中的作用研究进展

基于常用的含铬元素金属化学转化、钢铁磷化等表面处理工艺的基本情况及存在的环境污染等问题,综述了金属零部件表面化学转化处理过程中用到的铬、磷以外的硅、钛、锆、锡、钼、钨、稀土等元素的作用及所获得的化学转化膜层的特点,包括硅酸盐、钛酸盐、锆酸盐、锡酸盐、钼酸盐、钨酸盐、稀土盐等体系的化学转化工艺。尤其是介绍了元素成分复合、工艺控制等对化学转化膜层耐腐蚀性能的影响。对这些工艺在研发及应用中可能存在的问题给出了一些建议,并指出应关注除耐腐蚀性能之外的其他性能要求,如导电、可焊接、低摩擦因数等。