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15962623322什么是超疏水?超疏水表面有什么用呢?
什么是超疏水?液滴在固體表面穩定存在時會呈現不同的形貌,該形貌用接觸角(Contact Angle, CA)表示。接觸角是指在氣、液、固三相交點處所作的氣-液界面的切線,此切線在液體一方的與固-液交界線之間的夾角θ,其取值范圍為(0-180°)親、疏水的臨界接觸角值為90°,大于90°定義為疏水,接觸角越大表面疏水性能越好,超疏水是指接觸角大于150°的潤濕狀態。
研究發現,要想獲得荷葉一般“沾水即走”的性能,光是靜態的接觸角大于150°還不足夠表征。于是引入了滾動角表征動態潤濕性,滾動角是指傾斜表面至液滴開始滾動的角度。近年來,通過直接在低表面能材料上加工微納復合結構,可以避免涂層和基體之間粘附力較弱的不足,有效提升超疏水表面的耐磨性,進而延長產品使用壽命。典型的方法包括模板法和3D打印工藝。
那么超疏水表面有什么用呢?由于超疏水表面液滴難以停留的特性,使得該表面具有防水、防冰、防霧、自清潔等特性。在航空航天領域,飛行器表面的超疏水涂層可以有效防止機身結冰,保障飛行性能,避免空難發生;在交通運輸領域,超疏水涂層可以避免玻璃起霧,保證視野清晰,保證行車安全;在電子電氣領域,超疏水涂層可以避免電路板積水,防止電子元器件短路或生銹;在日常生活方面,超疏水涂層可以實現鍋底防粘,保證食品美味可口,大到航空航天,小到柴米油鹽,可以說超疏水表面具備非常廣泛的應用前景。目前制約超疏水涂層大面積工業化應用的主要問題還是壽命較短,如何提升嚴苛環境下涂層的壽命是目前的主要研究方向。