超雙疏技術(shù)及應用場景

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王麗華

2023-11-06

2017年4月，在美空軍研究實驗室支持下，密歇根大學開發(fā)出由“氟化聚氨酯彈性體”和“F-POSS”疏水分子互溶形成的自愈型超疏水涂層材料。該材料擁有百倍于同類涂料的耐久性，可為艦船、飛機和戰(zhàn)車提供兼具耐久性的防水、防結(jié)冰、自清潔能力。在表面科學、仿生學以及多領(lǐng)域?qū)W科的交叉融合推動下，新型超疏水材料層出不窮，其優(yōu)秀的潤濕特性和廣泛的應用前景，引起了各國的廣泛關(guān)注。

超疏水材料技術(shù)原理

超疏水是指對水或液體接觸角大于150 度，滾動角小于10 度的現(xiàn)象。

超疏水性是一種特殊的潤濕性，一般指水滴在固體表面呈球狀，接觸角大于150度，滾動角小于10度。材料表面能（材料表面分子比內(nèi)部分子多出的能量）越低，疏水性越好，且當?shù)捅砻婺懿牧暇哂形⒂^粗糙結(jié)構(gòu)時，水滴與材料之間會形成一層空氣膜，阻礙水對材料表面的潤濕，從而形成超疏水狀態(tài)。

超疏水表面當初的靈感來源于“荷葉效應”。20 世紀90年代，德國植物學家波恩大學Barthlott等揭示了荷葉表面的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)荷葉的“自潔性”源于其表面的微納結(jié)構(gòu)，荷葉表面具有微米級的乳突，乳突上有納米級的蠟晶物質(zhì)，這種微-納米級的粗糙結(jié)構(gòu)可以大幅度提高水滴在其上的接觸角，導致水滴容易滾落。

近年來國內(nèi)外關(guān)于超疏水、超雙疏的研究都有大量文獻報道?；诔杷?、超疏油，超雙疏表面具有自清潔、防水、防腐蝕、防生物粘附、防凍、減阻、油水分離等作用，在建材、化工、石油、國防軍事、能源等領(lǐng)域具有廣闊的發(fā)展空間，是一種具備發(fā)展?jié)摿Φ男虏牧稀?/font>