荷叶效应和超双疏表面

荷叶效应和超双疏表面

(2008-12-22 14:40:27)

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标签： 杂谈

分类： Surfacechemistry

一般有机物及高聚物为低能表面，不易润湿，而氧化物、硫化物、无机盐等为高能表面，容易润湿，当表面上水的接触角大于90度时，为疏水表面；当接触角大于150度时，称为超疏水表面，不仅疏水也疏油，也称为双疏表面，仅通过改变表面张力很难达到双疏效果，但对于表面仅有一层蜡覆盖的蜡与水的接触角为160度，这种现象叫做荷叶效应。水在蜡上接触角不会如此高，经研究证明这些天然植物表面无一例外非常粗糙，荷叶表面有无数微米级乳突，每个微米级乳突上又有无数纳米级乳突覆盖，这种微纳结构造成荷叶具有极高的粗糙度。

表面张力由化学组成决定，而接触角不仅和表面张力有关和表面粗糙度也有关。

在各种材料的表面如果有纳米尺寸稽核形状互补的微观结构，如凹凸相间的纳米结构，由于纳米尺寸的凹的表面可使吸附气体存在，所以宏观上相当于有一层稳定的气体薄膜，使油和水无法直接和表面完全接触，从而表现出超双疏性。

超双疏漆膜表面有重要意义，超双疏涂料可以作为自清洁涂料，可用于防止生物生长的船舶防污涂料和减阻涂料，现在有很多方法用于制造超疏水表面，如等离子表面聚合法、升华制孔法等，但以上的方法对制备大面积的涂层很困难。