發(fā)布時(shí)間：2021-12-22 13:33

　　由于具有獨(dú)特的潤(rùn)濕性能和潛在的應(yīng)用前景,特別在自清潔、無(wú)損失液體輸送、液體分析等領(lǐng)域的應(yīng)用,超疏水界面材料在基礎(chǔ)理論研究和工業(yè)應(yīng)用中起到十分重要的作用。近年來(lái),盡管已經(jīng)有很多關(guān)于超疏水表面的文獻(xiàn)報(bào)道,而且制備技術(shù)也越來(lái)越成熟,但仍然還存在很多問(wèn)題亟待解決。目前大多數(shù)的超疏水材料都涉及有機(jī)物。這些有機(jī)超疏水材料通常通過(guò)以下兩種方式獲得:利用本征疏水的聚合物材料構(gòu)筑表面粗糙結(jié)構(gòu)或者使用具有低表面自由能的有機(jī)化合物在親水材料的粗糙表面修飾疏水涂層。然而,這些有機(jī)超疏水材料不適用于惡劣環(huán)境,因?yàn)樵谝恍⿶毫迎h(huán)境中這些有機(jī)化合物會(huì)逐漸化學(xué)分解和/或熱分解,以及表面修飾的涂層也非常容易被機(jī)械性破壞。因此,這些有機(jī)超疏水表面因其自身的物化性質(zhì),比如,耐久性、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性都比較差,而嚴(yán)重限制了其實(shí)際應(yīng)用。另外,大多數(shù)的有機(jī)超疏水材料的制造工藝比較復(fù)雜,原材料昂貴并且涉及苛刻的化學(xué)改性條件,這也妨礙了它們的應(yīng)用。與有機(jī)材料相比,無(wú)機(jī)金屬氧化物具有更好的耐久性。然而,一些金屬氧化物,如氧化鋅、氧化鈦、氧化錫和五氧化二釩會(huì)在紫外光照下喪失其超疏水特性,最終變?yōu)槌H水物質(zhì)。再者,水粘附力是描述水滴與界面... 

【文章來(lái)源】：湖南大學(xué)湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：131 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

(a)水滴在荷葉表面的照片，(b)荷葉表面的微結(jié)構(gòu)

[39]以聚苯乙烯的二甲基甲酞胺溶液為原材料，采用電紡法制備得到了超疏水荷葉狀聚苯乙烯薄膜，其與水的接觸角高達(dá) 160.4o。該聚苯乙烯薄膜是由納維和多孔微球共同組成的，其中納米纖維交織成一個(gè)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)骨架將多球固定在薄膜內(nèi)，使得薄膜的機(jī)械穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，而多孔微球則對(duì)該薄膜疏水性起關(guān)鍵的作用。他們還在碳納米管表面進(jìn)行仿生構(gòu)筑，制備得到的具納米分級(jí)結(jié)構(gòu)的超疏水碳納米管表面，其具有很高的水接觸角和低的滾動(dòng)角[un 等[41]采用鑄膜法構(gòu)筑了仿荷葉表面的超疏水表面，其表面的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)濕特與自然界中的荷葉一致。.1.2 玫瑰花瓣及其仿生材料新鮮的玫瑰花瓣表面是由許多規(guī)整排列的微米級(jí)乳突構(gòu)成的，其中每個(gè)乳存在許多的納米級(jí)褶皺。與低粘附超疏水的荷葉不同，這種微納米復(fù)合結(jié)構(gòu)瑰花瓣具有充分的粗糙度，使其展現(xiàn)出超疏水性，同時(shí)對(duì)水滴具有高的粘附。如圖 1-2a 所示，水滴在玫瑰花瓣表面呈類(lèi)球狀，即使將玫瑰花瓣翻轉(zhuǎn) 180o珠仍然能粘附在花瓣表面而不會(huì)下落。

圖 1-3 (a) 壁虎在垂直平面上行走的照片；(b~e) 壁虎腳掌的宏觀和逐漸放大的微觀形貌圖[42]。此外，研究者發(fā)現(xiàn)，除了上述的玫瑰花花瓣及其仿生玫瑰花超疏水的表粘附能力外，管狀結(jié)構(gòu)的表面對(duì)水滴同樣具有“粘附效應(yīng)”。比如，壁虎種路況下甚至天花板上自由地快速地行走。2000 年，美國(guó)學(xué)者 Full 研42]在 Nature 雜志上報(bào)道揭示了壁虎腳底具有特殊粘附力的原因。研究發(fā)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[2]玫瑰花花瓣微觀結(jié)構(gòu)與水滴黏附性質(zhì)的關(guān)系[J]. 王明超,楊青林,王春,王景明,江雷.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報(bào). 2011(07)
[3]一步溶液浸泡法制備超疏水鋁[J]. 董祥波,邊捷,白秀娥.  蘇州大學(xué)學(xué)報(bào)(工科版). 2010(04)
[4]仿荷葉表面研究進(jìn)展[J]. 粟常紅,陳慶民.  化學(xué)通報(bào). 2008(01)
[5]從自然到仿生的超疏水納米界面材料[J]. 江雷.  現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2003(03)

碩士論文
[1]一維CeO2納米材料的微波合成與光催化性能研究[D]. 王孫昊.濟(jì)南大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3546473