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知识中心超疏水自清洁涂料 超疏水与自清洁的关系
2020-02-25 15:21:00
来源：朵拉利品网
1, 超疏水与自清洁的关系
用PTFE、氟化聚乙烯、氟碳蜡或其它合成含氟聚合物等来制作超疏水涂膜。但氟树脂与基体表面存在弱界面层，与金属等基体结合强度差，需结合其它技术提高其对底材的粘附力，应用范围有明显限制。其它合成高分子熔体聚合物如聚烯烃、聚碳酸酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚酯、不含氟的丙烯酸酯、熔融石蜡等结合一定的工艺技术也可获得超疏水性。在紫外光响应超疏水/超亲水可逆“开关”研究中，我国科学家利用水热法成功制备阵列的氧化锌纳米棒，并实现了其超疏水特性，文章在《美国化学会志》发表后即被《自然》杂志报道，认为该小组制备的纳米氧化锌阵列结构薄膜具有“同时疏水/亲水”，就如同一块“纳米地毯”，该结构所具有的超疏水特性可以使该材料具有不沾水和自清洁的作用。通过紫外光的照射，“地毯”又成为超亲水的材料，使水能够存留在粗糙的纳米结构中。参考资料来源：人民网-“超级开关”：纳米新材料实现超疏水/超亲水可逆转参考资料来源：百度百科-疏水性涂料
2, 超疏水材料有哪些？
，冲洗着淤泥，如下图所示，显微镜下超疏水材料的表面结构很粗糙，包上有包。不只是荷花上有，昆虫的足上也有比如水黾，蚊子都能在水上行走而不划破水面这就是因为其上面的超疏水材料。超疏水材料有很大的发展前景：首先，可以自行清洁需要干净的地方；还可以放在金属表面防止水的腐蚀生锈；第三，基于对昆虫的研究我们还可以使水上飞行成为可能，在船的表面加上超疏水膜减小阻力节省能源。目前，我们定义超疏水材料表面稳定接触角要大于150°，滚动接触角小于10°。新型超疏水材料的将十分广泛：室外天线上，可以防积雪；远洋轮船，可以达到防污、防腐的效果；石油管道的输送；用于微量注射器针尖，可以完全消除昂贵的药品在针尖上的黏附及由此带来的对针尖的污染；防水和防污处理。一次世界机器人建模奥利匹克竞赛上有个选手计划制作在水上行走的蜘蛛，可是失败了，如果加上那个超疏水膜的话，应该能够成功，所以说超疏水材料有着巨大的发展前景。在不久将来肯定会应用于更多的领域。 水黾是一种在湖水、池塘、水田和湿地中常见的小型水生昆虫，被喻为“池塘中的溜冰者”。它体长约1厘米，在水上具有非凡的浮力：其腿能排开300倍于其身体体积的水量；在水面上每秒可滑行100倍于身体长度的距离，相当于一位身高1.8米的人以每小时400英里的速度游泳。这种优异的水上特性缘于水黾特殊腿部微纳米结构和水面间形成的“空气垫”，阻碍了水滴的浸润，让它们在水面上得以快速而稳定地行走或奔跑，即使在狂风暴雨和急速流动的水流中也不会沉没。这种绝大多数动物都不具有的超疏水特性成为哈尔滨工业大学科研人员模拟研制新型超级浮力材料的灵感。 “这项研究可以有效提高交通工具的速度，节省一定能源，有可能引发交通、能源领域的一次革新。”研究人员表示，这种材料可望用于制造具有重要潜在应用前景的水上交通工具，如水上机器人、微型环境监测器、船舶等。由于超疏水结构能大幅度降低材料在水中甚至空气中的运动阻力，该项研究对设计高速水上、水下和空中交通工具也将具有重要参考价值。
超疏水塑料薄膜 2004年10月11日14:57 中科院化学所有机固体院重点实验室江雷研究员在功能纳米界面材料研究领域取得新进展。他们以廉价的聚苯乙烯为原料，采用一种简单的电纺技术，制备了一种具有新颖结构的超疏水薄膜，本研究工作得到审稿人的高度评价，已于2004年9月下旬在国际权威的化学期刊德国《应用化学》（Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 4338-4341）发表。电纺是一种用于制备微米至纳米尺度的纤维或粒子的有效方法，由于其方法简单、适用广泛，近年来受到很大关注。他们通过电纺的方法制备出一种具有多孔微球与纳米纤维复合结构的超疏水薄膜。其中多孔微球对薄膜的超疏水性起主要作用，而纳米纤维则交织成一个三维的网络骨架，“捆绑”住多孔微球，增强了薄膜的稳定性。该论文被编辑选为本期“值得报导的新闻（newsworthy）”。编辑认为，要制备具有荷叶效应的自清洁超疏水表面材料还有很长的路要走，而中国的研究人员在正确的方向上取得了很有意义的进展……一个由江雷领导的研究小组采用一种普通的塑料--聚苯乙烯，制备出一种具有超疏水性质的塑料薄膜……这种超疏水界面材料的研制成功，将使其在流体的无损输运、防污自清洁涂层、微流体等方面具有广阔的应用前景，它标志着化学所在低成本大规模制备具有特殊浸润性的功能界面材料方面又迈出了重要的一步。
名词解释
疏水
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纳米
纳米（nm），是nanometre的译名，即为毫微米，是长度的度量单位，国际单位制符号为nm。1纳米=10的负9次方米，长度单位如同厘米、分米和米一样，是长度的度量单位。1纳米相当于4倍原子大小，比单个细菌的长度还要小的多。国际通用名称为nanometer，简写nm。
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